EA019688B1

EA019688B1 - Уплотнительное устройство

Info

Publication number: EA019688B1
Application number: EA201190334A
Authority: EA
Inventors: Янне Оллила; Том Рённберг
Original assignee: Ототек Оюй
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2014-05-30
Also published as: BR112012002688B8; CN102498361B; EA201190334A1; CA2768094C; US20120126493A1; CA2768094A1; FI122225B; CN102498361A; FI20095823A; FI20095823A0; WO2011015712A1; KR20120046747A; US8960679B2; BR112012002688B1; KR101420027B1; ZA201201320B; BR112012002688A2

Abstract

В уплотнительном устройстве (1), предназначенном для герметизации сквозного отверстия для электрода, нагнетательной средой, которая создает давление для прижимания механических уплотнений к узлу стержневого электрода, является инертный газ, такой, например, как азот. Средства прижимания составного уплотнительного кольца (6) к узлу (4) стержневого электрода содержат кольцевую газораспределительную камеру (8), окружающую уплотнительное кольцо (6), первый канал (9), выполненный с обеспечением прохождения потока инертного газа на участке между эластичной трубкой (14) и газораспределительной камерой (8), кольцевую канавку (10), расположенную на уплотнительной поверхности (7) уплотнительного кольца (6), и второй канал (11), который расположен в уплотнительном кольце (6) и выполнен с обеспечением поступления газа из газораспределительной камеры (8) в канавку (10) для нагнетания газа между уплотнительной поверхностью (7) и узлом (4) стержневого электрода.

Description

Настоящее изобретение относится к уплотнению электродов в электродуговых печах, используемых в металлургии. Изобретение относится к уплотнительному устройству, определенному в ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Дуговая печь приводится в действие электричеством и используется для выплавки металла и/или удаления шлака. Работа печи основана на электрической дуге, которая зажигается или между отдельными электродами, или между электродами и выплавляемым материалом. Печь может работать от переменного или постоянного тока. В случае, если электрическая дуга зажигается между материалом и электродами, тепло выделяется в электрической дуге, а также в выплавляемом материале. Электрический ток подводится к вертикальным электродам, расположенным в вершинах треугольника, симметрично относительно центра печи. Время от времени, по мере износа наконечников электродов, корректируется глубина погружения электродного узла в печь.

Электроды входят в печь через сквозные отверстия, предусмотренные в своде печи. Диаметр сквозного отверстия превышает диаметр электрода. Это сделано для того, чтобы обеспечить свободное перемещение электрода и избежать контакта между электродом и сводом печи. Зазор, остающийся между электродом и отверстием в своде печи, необходимо герметично закрыть при помощи уплотнительного устройства, чтобы препятствовать выходу печных газов в атмосферу, а с другой стороны - чтобы предотвратить попадание атмосферного воздуха в печь.

Известны уплотнительные устройства для герметизации зазора между электродом и отверстием в своде печи при помощи механических уплотнений, таких, например, как графитовые кольца, графитовая шнуровая набивка и т.д., которые гидравлически прижимаются к электроду. Разнообразные механические уплотнительные устройства известны, например, из публикаций ΡΙ 81197, ΡΙ 64458, ΌΕ 1540876 и 8Ε 445744. Рабочей жидкостью, используемой для создания гидравлического сжатия между графитовыми кольцами и шнуровой набивкой, является вода.

Недостатком известных уплотнительных устройств является применение воды в качестве нагнетающей среды для герметизации, так как в случае повреждений вода может случайно попасть в печь. При попадании воды в атмосферу печи с высокой температурой может произойти опасный водогазовый взрыв.

Задачи изобретения

По этой причине задачей настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков.

Другой задачей изобретения является создание уплотнительного устройства, позволяющего обойтись без воды.

Сущность изобретения

Предложенное уплотнительное устройство описано в п.1 формулы изобретения.

Уплотнительное устройство согласно изобретению содержит кольцевой корпус, который может быть прикреплен на своде, уплотнительное кольцо, образованное из графитовых элементов, имеющее уплотнительную поверхность и опирающееся на корпус с возможностью перемещения с обеспечением возможности прижимания указанной уплотнительной поверхности к узлу стержневого электрода, средства прижимания уплотнительного кольца к узлу стержневого электрода, графитовую шнуровую набивку, расположенную над уплотнительным кольцом, опирающуюся на корпус и предназначенную для прижимания к узлу стержневого электрода, эластичную трубку, которая расположена вокруг графитовой шнуровой набивки между корпусом и графитовой шнуровой набивкой и в которой можно создать давление при помощи нагнетающей среды с обеспечением расширения эластичной трубки для прижимания графитовой шнуровой набивки к узлу стержневого электрода для создания сжимающего усилия, необходимого для уплотнения.

Нагнетающей средой согласно изобретению является инертный газ, такой как азот. Средства прижимания уплотнительного кольца к узлу стержневого электрода содержат кольцевую газораспределительную камеру, окружающую уплотнительное кольцо, первый канал, обеспечивающий прохождение потока инертного газа на участке между эластичной трубкой и газораспределительной камерой, кольцевую канавку, выполненную на уплотнительной поверхности уплотнительного кольца, и второй канал, выполненный в уплотнительном кольце с обеспечением поступления газа из газораспределительной камеры в канавку для нагнетания газа между уплотнительной поверхностью и узлом стержневого электрода.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что, поскольку в качестве нагнетающей среды используется не вода, а инертный газ, предотвращается опасность водогазового взрыва вследствие возможной утечки.

Согласно одному варианту выполнения уплотнительного устройства средства прижимания уплотнительного кольца к узлу стержневого электрода содержат нажимные пружины, расположенные с обеспечением действия между корпусом и уплотнительным кольцом.

Согласно одному варианту выполнения уплотнительного устройства корпус представляет собой

- 1 019688 двустенную металлическую конструкцию, включающую внутреннюю стенку и наружную стенку, которая отделена от внутренней стенки с образованием в промежутке между стенками кольцевого пространства для охлаждающей среды. В качестве охлаждающей среды используется воздух. Поскольку вода не используются в качестве охлаждающей среды в корпусе, водогазовый взрыв не может произойти даже в результате протечки охлаждающей среды в печь.

Согласно одному варианту выполнения уплотнительное устройство снабжено огнеупорной футеровкой, которая расположена между корпусом и узлом электрода. Между огнеупорной футеровкой и узлом электрода имеется зазор, который обеспечивает поступление газа в печь.

Согласно одному варианту выполнения уплотнительного устройства узел электрода содержит электрод, такой, например, как электрод Содерберга или графитовый электрод, и защитную оболочку, окружающую электрод.

Перечень чертежей

Изобретение более подробно объясняется ниже посредством вариантов выполнения со ссылкой на прилагаемый чертеж, который представляет собой схематический поперечный разрез одного варианта выполнения предложенного уплотнительного устройства, смонтированного вокруг узла электрода.

Подробное описание изобретения

На чертеже показан поперечный разрез уплотнительного устройства 1, которое установлено в отверстии 3 в своде 2 электродуговой печи вокруг узла 4 стержневого электрода, проходящего вертикально внутрь печи и обладающего подвижностью в вертикальном направлении, и предназначено для предотвращения выхода печных газов через указанное отверстие в атмосферу, а с другой стороны - для предотвращения попадания атмосферного воздуха в печь. Узел 4 электрода содержит электрод 20, такой, например, как электрод Содерберга или графитовый электрод, и защитную оболочку 21, окружающую электрод.

Уплотнительное устройство 1 имеет кольцевой корпус 5, закрепленный на своде 2. Корпус 5 представляет собой двустенную металлическую конструкцию, включающую в себя внутреннюю стенку 15 и наружную стенку 16, которая отделена от внутренней стенки таким образом, что в промежутке между стенками образовано кольцевое пространство 17 для циркуляции воздуха, используемого в качестве охлаждающей среды.

Уплотнительное кольцо 6, образованное из графитовых элементов, опирается на корпус 5. На внутренней окружной поверхности уплотнительного кольца 6 имеется уплотнительная поверхность 7, которая может быть прижата к узлу 4 стержневого электрода.

Над уплотнительным кольцом 6 находится графитовая шнуровая набивка 13, которая опирается на корпус, что дает возможность прижать ее к узлу 4 стержневого электрода. Вокруг графитовой шнуровой набивки 13, между ней и корпусом 5, расположена эластичная трубка 14. В эластичной трубке 14 можно создать давление при помощи инертного газа, такого, например, как азот, чтобы эластичная трубка, расширяясь, прижимала графитовую шнуровую набивку 13 к узлу 4 стержневого электрода. Давление инертного газа регулируют таким образом, чтобы получить подходящее сжимающее усилие, необходимое для обеспечения уплотнения.

Для прижимания уплотнительного кольца 6 к узлу 4 стержневого электрода предусмотрена кольцевая газораспределительная камера 8, окружающая уплотнительное кольцо 6. Первый канал 9 обеспечивает прохождение потока инертного газа на участке между эластичной трубкой 14 и газораспределительной камерой 8, чтобы тот инертный газ, который используется для прижимания графитовой шнуровой набивки 13, можно было использовать также для прижимания уплотнительного кольца 6 к узлу 4 стержневого электрода. На уплотнительной поверхности 7 уплотнительного кольца 6 имеется кольцевая канавка 10. В уплотнительном кольце 6 предусмотрен второй канал 11, который обеспечивает поступление газа из газораспределительной камеры 8 в канавку 10 для нагнетания газа между уплотнительной поверхностью 7 и узлом 4 стержневого электрода. Уплотнительное устройство снабжено огнеупорной футеровкой 18, которая расположена между корпусом 5 и узлом 4 электрода. Между огнеупорной футеровкой 18 и узлом 4 электрода имеется зазор 19. Инертный газ проходит между уплотнительной поверхностью 7 и узлом 4 стержневого электрода и затем через канал, образованный зазором 19, поступает внутрь печи. Таким образом, предотвращается попадание инертного газа в атмосферу вокруг дуговой печи.

Для прижимания уплотнительного кольца 6 к узлу 4 стержневого электрода, помимо сжатия упомянутым выше инертным газом, можно использовать нажимные пружины 12, расположенные с возможностью действия между корпусом 5 и уплотнительным кольцом 6.

Несмотря на то что описание настоящего изобретения было сделано лишь посредством варианта выполнения, оно не ограничивается этим описанием, а предполагает модифицирование самыми различными способами в рамках идеи изобретения, определенной в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Уплотнительное устройство (1), устанавливаемое в отверстии (3), проходящем в своде (2) электродуговой печи, вокруг узла (4) электрода, проходящего вертикально внутрь печи с возможностью перемещения в вертикальном направлении, предназначенное для предотвращения выхода печных газов через указанное отверстие в атмосферу, а также для предотвращения попадания атмосферного воздуха в печь и содержащее кольцевой корпус (5), который может быть прикреплен к своду (2);

уплотнительное кольцо (6), образованное из графитовых элементов, имеющее уплотнительную поверхность (7) и опирающееся на корпус с возможностью перемещения с обеспечением возможности прижимания указанной уплотнительной поверхности к узлу стержневого электрода;

средства (8-12) прижимания уплотнительного кольца (7) к узлу стержневого электрода;

графитовую шнуровую набивку (13), расположенную над уплотнительным кольцом и опирающуюся на корпус с возможностью прижимания к узлу стержневого электрода;

эластичную трубку (14), которая расположена вокруг графитовой шнуровой набивки (13) между корпусом (5) и графитовой шнуровой набивкой (13) и в которой можно создать давление при помощи нагнетающей среды с обеспечением расширения эластичной трубки для прижимания графитовой шнуровой набивки к узлу стержневого электрода для создания сжимающего усилия, необходимого для уплотнения, отличающееся тем, что нагнетающей средой является инертный газ, такой как азот, при этом средства (812) прижимания уплотнительного кольца (6) к узлу (4) стержневого электрода содержат кольцевую газораспределительную камеру (8), окружающую уплотнительное кольцо (6);

первый канал (9), который расположен с обеспечением прохождения потока инертного газа на участке между эластичной трубкой (14) и газораспределительной камерой (8);

кольцевую канавку (10), выполненную на уплотнительной поверхности (7) уплотнительного кольца (6);

второй канал (11), который выполнен в уплотнительном кольце (6) и расположен с обеспечением поступления газа из газораспределительной камеры в канавку (10) для нагнетания газа между указанной уплотнительной поверхностью (7) и узлом (4) стержневого электрода.
2. Уплотнительное устройство по п.1, отличающееся тем, что средства прижимания уплотнительного кольца (6) к узлу (4) стержневого электрода содержат нажимные пружины (12), расположенные с возможностью действия между корпусом (5) и уплотнительным кольцом (6).
3. Уплотнительное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что корпус (5) содержит двустенную металлическую конструкцию (15, 16), включающую внутреннюю стенку (15) и наружную стенку (16), которая отделена от внутренней стенки с обеспечением образования между ними кольцевого пространства (17) для охлаждающей среды, при этом в качестве охлаждающей среды используется воздух.
4. Уплотнительное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно снабжено огнеупорной футеровкой (18), которая расположена между корпусом (5) и узлом (4) электрода, при этом между огнеупорной футеровкой (18) и узлом (4) электрода имеется зазор (19), который обеспечивает поступление газа внутрь печи.
5. Уплотнительное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что узел (4) электрода содержит электрод (20), такой, например, как электрод Содерберга или графитовый электрод, и защитную оболочку (21), окружающую электрод.