RU2779488C2

RU2779488C2 - Cooled threshold device of slag door of metallurgical furnace

Info

Publication number: RU2779488C2
Application number: RU2020130030A
Authority: RU
Inventors: Ренато БИАНЦХИ
Original assignee: Мивенти С.Р.Л.
Priority date: 2018-02-16
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2022-09-07

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to a threshold device of a slag door of a metallurgical furnace. The threshold device contains a metal case extended along the longitudinal axis (X) from an inlet end to an outlet end, an inlet (IN) for cooling liquid near the inlet end, and an outlet (OUT) for cooling liquid near the outlet end. A collector cavity for liquid is made inside the case, located in a case wall. The collector cavity is hydraulically connected to the outlet for working fluid. Besides the collector cavity, there are cooling channels in the case, made in the case wall and hydraulically connected to the inlet for cooling liquid (IN) and to the collector cavity.

EFFECT: increase in a service life of a threshold device is provided.

14 cl, 17 dwg

Description

[0001] Настоящее изобретение относится к области плавления металлов.[0001] The present invention relates to the field of melting metals.

[0002] Более конкретно, настоящее изобретение относится к охлаждаемым жидкостями пороговым устройствам дверец металлургических печей, также известным как дверцы для спуска шлака или шлаковые дверцы.[0002] More specifically, the present invention relates to liquid-cooled threshold devices for metallurgical furnace doors, also known as slag doors or slag doors.

[0003] Известно, что в сталелитейной промышленности металл плавят в различных печах, в частности, в дуговых электропечах, с целью производства различных марок стали при плавлении помещаемых в печь металлолома, чугуна, ферросплавов и других металлических материалов под действием электрической дуги. [0003] It is known that in the steel industry, metal is smelted in various furnaces, in particular, in electric arc furnaces, in order to produce various grades of steel by melting scrap metal, cast iron, ferroalloys and other metal materials placed in the furnace under the influence of an electric arc.

[0004] На стадии плавления электрическая дуга и горелки расплавляют металлическую шихту в ванне до расплавленного металла. Обычно процесс плавления включает также стадию рафинирования и/или обезуглероживания. На этой стадии, согласно способам, известным в данной области техники, металл продолжает нагреваться дугой до тех пор, пока на поверхности не появится шлак.[0004] In the melting step, the electric arc and burners melt the metal charge in the bath to molten metal. Typically, the melting process also includes a refining and/or decarburization step. At this stage, according to methods known in the art, the metal continues to be heated by the arc until slag appears on the surface.

[0005] Перед выпуском металла из печи этот шлак и примеси необходимо удалить с поверхности расплава. Кроме того, доступ к расплаву нужен для отбора проб металла с целью контроля его химического состава, содержания углерода и кислорода, измерения температуры и других параметров. Обычно это делается через шлаковый порт или дверцу, расположенную в боковой стенке печи.[0005] Before tapping the metal from the furnace, this slag and impurities must be removed from the surface of the melt. In addition, access to the melt is needed for metal sampling in order to control its chemical composition, carbon and oxygen content, temperature measurements, and other parameters. This is usually done through a slag port or door located in the side wall of the furnace.

[0006] Порог этой дверцы (называемый на техническом жаргоне отрасли «электрод»), как правило, размещается в нижней части шлакового порта металлургической печи и предназначен для контроля появления шлака и защиты кромки устья печи. Такой порог обычно представляет собой либо цельный графитовый блок, либо блок со вставкой из куска графитового электрода, ранее использовавшегося для плавления, а потом поврежденного или сломанного, которая должна принимать на себя основное воздействие высоких температур в процессе слива шлака и/или металла из печи.[0006] The sill of this door (referred to in industry jargon as an "electrode") is typically located at the bottom of the slag port of a metallurgical furnace and is designed to control slag and protect the edge of the furnace mouth. Such a threshold is usually either a solid graphite block or a block with an insert from a piece of graphite electrode, previously used for melting, and then damaged or broken, which should take the main effect of high temperatures in the process of draining the slag and / or metal from the furnace.

[0007] Но такое известное решение имеет и свои недостатки. Электрод в виде графитового блока подвержен быстрому износу из-за агрессивного действия расплавленного шлака, и поэтому его приходится довольно часто менять в зависимости от режима эксплуатации печи.[0007] But such a known solution has its drawbacks. The electrode in the form of a graphite block is subject to rapid wear due to the aggressive action of the molten slag, and therefore it has to be changed quite often depending on the operating mode of the furnace.

[0008] Соответственно нужно иметь запас графитовых блоков или графитовых электродов на складе, а также отключать всю систему на время замены.[0008] Accordingly, it is necessary to have a stock of graphite blocks or graphite electrodes in stock, as well as turn off the entire system during replacement.

[0009] Для устранения этого недостатка было предложено делать порог из меди или медных сплавов и включать в него систему жидкостного охлаждения, что позволило бы повысить срок службы по сравнению с графитовым порогом.[0009] To overcome this drawback, it has been proposed to make the threshold of copper or copper alloys and include a liquid cooling system in it, which would increase the service life compared to the graphite threshold.

[0010] Однако указанные медные пороги также со временем изнашиваются и требуют замены.[0010] However, these copper thresholds also wear out over time and require replacement.

[0011] Следовательно, вышеупомянутые медные пороги, несмотря на значительные преимущества над графитовыми порогами, могут и далее совершенствоваться с точки зрения увеличения срока службы.[0011] Therefore, the aforementioned copper thresholds, despite significant advantages over graphite thresholds, can be further improved in terms of increasing the service life.

[0012] Целью настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков известных порогов шлаковых дверок и, в частности, создание порогового устройства для шлаковых дверок металлургических печей, обладающего увеличенным сроком службы.[0012] It is an object of the present invention to overcome the aforementioned shortcomings of known slag door thresholds and, in particular, to provide a threshold device for slag doors of metallurgical furnaces having an extended service life.

[0013] Согласно настоящему изобретению, этот технический результат достигается за счет использования порогового устройства шлаковой дверцы металлургической печи и металлургической печи в целом, соответствующим независимым пунктам формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения.[0013] According to the present invention, this technical result is achieved by using the threshold device of the slag door of the metallurgical furnace and the metallurgical furnace as a whole, corresponding to the independent claims. The dependent claims disclose preferred embodiments of the invention.

[0014] Признаки и преимущества предлагаемого порогового устройства шлаковой дверцы металлургической печи и металлургической печи будут ясны из приведенного ниже в качестве неограничивающего примера описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:[0014] The features and advantages of the proposed slag door threshold device for a metallurgical furnace and a metallurgical furnace will be apparent from the description below, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:

[0015] - Фиг. 1 показывает вид в перспективе порогового устройства согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, установленного вблизи шлаковой дверцы металлургической печи;[0015] - FIG. 1 shows a perspective view of a threshold device according to one embodiment of the present invention, installed near the slag door of a metallurgical furnace;

[0016] - Фиг. 1а показывает вид в перспективе отдельного порогового устройства согласно тому же варианту осуществления настоящего изобретения;[0016] - FIG. 1a shows a perspective view of a separate threshold device according to the same embodiment of the present invention;

[0017] - Фиг. 2 представляет вид в перспективе порогового устройства согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения со снятой торцевой крышкой;[0017] - FIG. 2 is a perspective view of a threshold device according to one embodiment of the present invention with the end cap removed;

[0018] - Фиг. 3 показывает вид порогового устройства согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения в плоскости, перпендикулярной продольной оси X устройства;[0018] - FIG. 3 shows a view of a threshold device according to one embodiment of the present invention in a plane perpendicular to the longitudinal axis X of the device;

[0019] - Фиг. 4 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости А-А на Фиг. 3;[0019] - FIG. 4 shows a section through the threshold device according to the present invention along the plane A-A in FIG. 3;

[0020] - Фиг. 5 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости B-B на Фиг. 3;[0020] - FIG. 5 shows a section through the threshold device according to the present invention along the plane B-B in FIG. 3;

[0021] - Фиг. 6 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости C-C на Фиг. 3;[0021] - FIG. 6 shows a cross section of the threshold device according to the present invention along the C-C plane in FIG. 3;

[0022] - Фиг. 7 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости D-D на Фиг. 4;[0022] - FIG. 7 shows a section of the threshold device according to the present invention along the D-D plane in FIG. four;

[0023] - Фиг. 8 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости E-E на Фиг. 4;[0023] - FIG. 8 shows a section through the threshold device according to the present invention along the E-E plane in FIG. four;

[0024] - Фиг. 9 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости F-F на Фиг. 4;[0024] - FIG. 9 shows a section through the threshold device according to the present invention along the plane F-F in FIG. four;

[0025] - Фиг. 10 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости G-G на Фиг. 4;[0025] - FIG. 10 shows a section through the threshold device according to the present invention along the G-G plane in FIG. four;

[0026] - Фиг. 11 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости H-H на Фиг. 4;[0026] - FIG. 11 shows a section through the threshold device according to the present invention along the H-H plane in FIG. four;

[0027] - Фиг. 12 показывает разрез порогового устройства согласно настоящему изобретению по плоскости I-I на Фиг. 4;[0027] - FIG. 12 shows a section through the threshold device according to the present invention along the I-I plane in FIG. four;

[0028] - Фиг. 13 показывает перспективный вид в разрезе порогового устройства согласно настоящему изобретению по первой плоскости;[0028] - FIG. 13 shows a perspective sectional view of the threshold device according to the present invention along the first plane;

[0029] - Фиг. 14 показывает перспективный вид в разрезе порогового устройства согласно настоящему изобретению по второй плоскости;[0029] - FIG. 14 shows a perspective sectional view of a threshold device according to the present invention in a second plane;

[0030] - Фиг. 15 показывает перспективный вид в разрезе порогового устройства согласно настоящему изобретению по третьей плоскости;[0030] - FIG. 15 shows a perspective sectional view of a threshold device according to the present invention in a third plane;

[0031] - Фиг. 16 показывает перспективный вид в разрезе порогового устройства согласно настоящему изобретению по четвертой плоскости;[0031] - FIG. 16 shows a perspective sectional view of a threshold device according to the present invention in a fourth plane;

[0032] - Фиг. 16а показывает перспективный вид в разрезе порогового устройства согласно настоящему изобретению по пятой плоскости;[0032] - FIG. 16a shows a perspective sectional view of the threshold device according to the present invention along the fifth plane;

[0033] - Фиг. 17 показывает вид в перспективе трубчатой вставки в пороговое устройство согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.[0033] - FIG. 17 shows a perspective view of a tubular insert in a threshold device according to one embodiment of the present invention.

[0034] На прилагаемых чертежах пороговое устройство шлакового порта металлургической печи обозначено цифрой 1.[0034] In the accompanying drawings, the threshold device of the slag port of the metallurgical furnace is indicated by the number 1.

[0035] Пороговое устройство 1 предназначено для использования в металлургической печи 10 с плавильным бассейном 11, доступ к которому осуществляется через дверцу 12 для спуска шлака. В частности, пороговое устройство 1 устанавливается вблизи порога 13 шлаковой дверцы и предпочтительно под шлаковой дверцей.[0035] The threshold device 1 is intended for use in a metallurgical furnace 10 with a melting pool 11 accessed through a slag drain door 12. In particular, the threshold device 1 is installed close to the threshold 13 of the slag door and preferably below the slag door.

[0036] Пороговое устройство 1 рассчитано на охлаждение охлаждающей жидкостью и имеет корпус 2, сделанный из металла, предпочтительно, меди или медного сплава, вытянутый вдоль продольной оси X от впускного конца 21 до выпускного конца 22. Предпочтительно корпус 2 изготовляется ковкой, но может также быть литым.[0036] Threshold device 1 is designed to be cooled by a coolant and has a body 2 made of metal, preferably copper or a copper alloy, extending along the longitudinal axis X from the inlet end 21 to the outlet end 22. The body 2 is preferably made by forging, but may also be cast.

[0037] Благодаря этим особенностям корпус 2 может входить в контакт с высокотемпературным горячим шлаком, выходящим из металлургической печи через шлаковую дверцу.[0037] Due to these features, the body 2 can come into contact with high temperature hot slag exiting the metallurgical furnace through the slag door.

[0038] В корпусе 2 предусмотрено впускное отверстие IN для входа охлаждающей жидкости на впускном конце 21 и аналогичное отверстие для выхода жидкости на выпускном конце 22. Впускное отверстие IN и выпускное отверстие OUT для охлаждающей жидкости соединены с контуром циркуляции охлаждающей жидкости, предпочтительно, воды, например, трубами подачи и возврата.[0038] The housing 2 is provided with a coolant inlet IN at the inlet end 21 and a similar fluid outlet at the outlet end 22. The coolant inlet IN and the coolant outlet OUT are connected to a circulation circuit of a coolant, preferably water, e.g. supply and return pipes.

[0039] Внутри корпуса 2 имеется коллекторная полость 27 для жидкости, по крайней мере частично замкнутая стенкой 28 корпуса. Коллекторная полость 27 гидравлически связана с выпускным отверстием для рабочей жидкости.[0039] Inside the housing 2 there is a collection cavity 27 for liquid, at least partially enclosed by the wall 28 of the housing. The collector cavity 27 is hydraulically connected to the working fluid outlet.

[0040] Помимо коллекторной полости, в корпусе 2 предусмотрены охлаждающие каналы 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R и 25R, выполненные в стенке 28 корпуса и гидравлически связанные с впускным отверстием для охлаждающей жидкости IN и с внутренней полостью 27.[0040] In addition to the manifold cavity, the housing 2 is provided with cooling passages 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R and 25R formed in the housing wall 28 and fluidly connected to the coolant inlet IN and with internal cavity 27.

[0041] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в число этих охлаждающих каналов входят подводящие каналы 23А, 23А', 24А, 24А', 25А, 25А' и отводящие каналы 23R, 24R, 25R, которые проходят в целом параллельно продольной оси X и расположены вокруг нее. Охлаждающая жидкость в таких каналах проходит через подводящие каналы 23A, 23A', 24A, 24A', 25A и 25A' в одном направлении, а через отводящие каналы 23R, 24R, 25R - в противоположном. Подводящие каналы 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A' и отводящие каналы 23R, 24R, 25R гидравлически связаны друг с другом.[0041] In one of the embodiments of the present invention, these cooling channels include inlet channels 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A' and outlet channels 23R, 24R, 25R, which run generally parallel to the longitudinal axis X and located around it. The coolant in such channels flows through the inlet channels 23A, 23A', 24A, 24A', 25A and 25A' in one direction, and through the outlet channels 23R, 24R, 25R in the opposite direction. The inlet channels 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A' and the outlet channels 23R, 24R, 25R are hydraulically connected to each other.

[0042] Предпочтительно, корпус симметричен относительно продольной оси X, и его стенка 28 расположена коаксиально вдоль этой оси. Выходящий из металлургической печи горячий шлак течет по этой стенке 28 корпуса снаружи.[0042] Preferably, the housing is symmetrical about the longitudinal axis X, and its wall 28 is located coaxially along this axis. The hot slag leaving the metallurgical furnace flows along this casing wall 28 from the outside.

[0043] Еще более предпочтительно, корпус имеет цилиндрическую форму, что облегчает скольжение шлака без потери его контакта с другими участками поверхности корпуса 2 благодаря его вращению.[0043] Even more preferably, the housing is cylindrical in shape, which facilitates the sliding of the slag without losing its contact with other areas of the surface of the housing 2 due to its rotation.

[0044] В одном из вариантов осуществления изобретения коллекторная полость 27 представляет собой сквозное отверстие в корпусе 2 от впускного конца 21 до выпускного конца 22. Входная торцевая крышка 3 герметично перекрывает отверстие 271 коллекторной полости 27 на ее входном конце 21.[0044] In one embodiment, the manifold cavity 27 is a through hole in the body 2 from the inlet end 21 to the outlet end 22. The inlet end cap 3 seals the opening 271 of the manifold cavity 27 at its inlet end 21.

[0045] Предпочтительно, охлаждающие каналы 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R и 25R распределены по окружности вокруг продольной оси X и коллекторной полости 27.[0045] Preferably, the cooling channels 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R and 25R are distributed circumferentially around the longitudinal axis X and the collector cavity 27.

[0046] В частности, в одном из вариантов осуществления изобретения охлаждающие каналы 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R и 25R расположены вокруг продольной оси X вдоль направляющих виртуального цилиндра, ось которого совпадает с продольной осью X. Такое расположение способствует более эффективному охлаждению наружной поверхности устройства 1.[0046] In particular, in one of the embodiments of the invention, the cooling channels 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R and 25R are located around the longitudinal axis X along the virtual cylinder guides, the axis of which coincides with the longitudinal axis X. This arrangement contributes to more efficient cooling of the outer surface of the device 1.

[0047] Предпочтительно, некоторые из подводящих каналов 23A, 23A', 24A, 24A', 25A и 25A', например, 23А, 24А и 25А, являются первичными подающими каналами, получающими охлаждающую жидкость непосредственно из впускного отверстия IN для рабочей жидкости.[0047] Preferably, some of the supply passages 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, and 25A', such as 23A, 24A, and 25A, are primary supply passages receiving coolant directly from the working fluid inlet IN.

[0048] В частности, первичные подводящие каналы 23А, 24А, 25А представляют собой пары первичных каналов 231, 232; 241, 242; 251, 252; и при этом каждая из указанных пар 231, 232; 241, 242; 251, 252 расположены на одинаковом угловом расстоянии от соседних пар, предпочтительно под углами около 120°, вдоль осевой окружности.[0048] In particular, the primary supply channels 23A, 24A, 25A are pairs of primary channels 231, 232; 241, 242; 251, 252; and while each of these pairs 231, 232; 241, 242; 251, 252 are located at the same angular distance from adjacent pairs, preferably at angles of about 120°, along the axial circumference.

[0049] Предпочтительно, некоторые другие из подводящих каналов 23A, 23A', 24A, 24A', 25A и 25A', например, 23А', 24А' и 25А', являются вторичными подводящими каналами, получающими охлаждающую жидкость из отводящих каналов 23R, 24R, 25R через вторую соединительную полость 400, 401 или 402, расположенную вблизи впускного конца 21.[0049] Preferably, some other of the inlets 23A, 23A', 24A, 24A', 25A, and 25A', such as 23A', 24A', and 25A', are secondary inlets receiving coolant from outlets 23R, 24R. , 25R through a second connection cavity 400, 401 or 402 located near the inlet end 21.

[0050] В частности, вторичные подводящие каналы 23А', 24А', 25А' представляют собой пары вторичных каналов 235, 236; 245, 246; 255, 256; и при этом каждая из указанных пар 235, 236; 245, 246; 255, 256 расположена на одинаковом угловом расстоянии от соседних пар, предпочтительно под углами около 120°, вдоль осевой окружности.[0050] In particular, the secondary supply channels 23A', 24A', 25A' are pairs of secondary channels 235, 236; 245, 246; 255, 256; and while each of these pairs 235, 236; 245, 246; 255, 256 is located at the same angular distance from adjacent pairs, preferably at angles of about 120°, along the axial circle.

[0051] Предпочтительно, возвратные каналы 23R, 24R, 25R представляют собой пары отводящих каналов 233, 234; 243, 244; 253, 254; и при этом каждая из указанных пар 233, 234; 243, 244; 253, 254 расположена на одинаковом угловом расстоянии от соседних пар, предпочтительно под углами около 120°, вдоль осевой окружности.[0051] Preferably, the return channels 23R, 24R, 25R are pairs of outlet channels 233, 234; 243, 244; 253, 254; and while each of these pairs 233, 234; 243, 244; 253, 254 is located at the same angular distance from adjacent pairs, preferably at angles of about 120°, along the axial circumference.

[0052] Другими словами, подводящие и отводящие каналы располагаются по окружности с чередованием подачи-отвода.[0052] In other words, the inlet and outlet channels are arranged in a circle with alternating supply-retraction.

[0053] Текучая среда, поступающая с впускного конца 21, идет по первичным подающим каналам 23A, 24A, 25A и подается на выпускной конец 22, после чего проходит через первую соединительную полость 300, 301 или 302 в отводящие каналы 23R, 24R, 25R, пройдя которые снова поступает во впускной конца 21. На впускном конце 21 рабочая жидкость проходит через вторую соединительную полость 400, 401 или 402 во вторичные подающие каналы 23А', 24А', 25А', через которые она снова поступает во выпускной конец 22. После чего текучая рабочая среда попадает в коллекторную полость 27 вблизи выпускного конца 22 через соединительное окно 500, 501 или 502. Из коллекторной полости 27 охлаждающая жидкость направляется к выпускному порту OUT для рабочей жидкости.[0053] The fluid coming from the inlet end 21 goes through the primary supply channels 23A, 24A, 25A and is supplied to the outlet end 22, after which it passes through the first connection cavity 300, 301 or 302 to the outlet channels 23R, 24R, 25R, passing through which again enters the inlet end 21. At the inlet end 21, the working fluid passes through the second connecting cavity 400, 401 or 402 into the secondary supply channels 23A', 24A', 25A', through which it again enters the outlet end 22. Then the working fluid enters the manifold cavity 27 near the outlet end 22 through the connection port 500, 501 or 502. From the manifold cavity 27, the coolant is directed to the working fluid outlet port OUT.

[0054] Предпочтительно, под входной торцевой крышкой 3 находится плоская выемка 31, вытянутая в радиальном направлении Y, перпендикулярном продольной оси X, и гидравлически связанная с входным отверстием IN для рабочей жидкости, которая напрямую поступает только в первичные подводящие каналы 23A, 24A и 25A.[0054] Preferably, under the inlet end cap 3 is a flat recess 31 extending in the radial direction Y, perpendicular to the longitudinal axis X, and in fluid communication with the working fluid inlet IN, which directly enters only the primary supply channels 23A, 24A and 25A .

[0055] Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в коллекторной полости 27 установлена трубчатая вставка 5, образующая цилиндрическую камеру 54. Между трубчатой вставкой 5 и боковой стенкой 272 коллекторной полости имеется некоторое расстояние, которое образует кольцевую коллекторную полость 27, параллельную продольной оси X.[0055] According to one embodiment of the present invention, a tubular insert 5 is installed in the manifold cavity 27, forming a cylindrical chamber 54. There is a distance between the tubular insert 5 and the side wall 272 of the manifold cavity, which forms an annular manifold cavity 27 parallel to the longitudinal axis X .

[0056] Предпочтительно, внутри трубчатой вставки 5 расположена дополнительная трубчатая стенка 51, расположенная в направлении продольной оси X и отделяющая дополнительную цилиндрическую камеру 54. Для удерживания трубчатого элемента 5 на расстоянии от боковой стенки 272 коллекторной полости, из дополнительной трубчатой стенки 51 выступают центрирующие выступы 52, упирающиеся в указанную боковую стенку 272 коллекторной полости.[0056] Preferably, an additional tubular wall 51 is located inside the tubular insert 5, located in the direction of the longitudinal axis X and separating the additional cylindrical chamber 54. To hold the tubular element 5 at a distance from the side wall 272 of the collector cavity, centering projections protrude from the additional tubular wall 51 52 abutting said side wall 272 of the manifold cavity.

[0057] Предпочтительно, трубчатая вставка 5 расположена в продольном направлении X не на всю длину коллекторной полости 27 в том же продольном направлении X, а лишь на ее часть, так что ее правое входное отверстие 53 для жидкости расположено на некотором расстоянии от входной торцевой крышки 3.[0057] Preferably, the tubular insert 5 is located in the longitudinal direction X, not the entire length of the manifold cavity 27 in the same longitudinal direction X, but only part of it, so that its right fluid inlet 53 is located at some distance from the inlet end cap 3.

[0058] Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, второе отверстие полости 272 коллекторной полости 27 на ее выпускном конце 22 герметично закрыто выходной торцевой крышкой 4 с целью предотвращения утечки охлаждающей жидкости в районе стенки 28 корпуса.[0058] According to one embodiment of the present invention, the second opening of the cavity 272 of the manifold cavity 27 at its outlet end 22 is hermetically sealed with an outlet end cap 4 to prevent leakage of coolant in the area of the housing wall 28.

[0059] Предпочтительно, в выходной торцевой крышке 4 выполнено сквозное отверстие 41, соединенное с цилиндрической камерой 54 и обеспечивающее гидравлическую связь между цилиндрической камерой 54 и выпускным отверстием OUT.[0059] Preferably, the outlet end cap 4 has a through hole 41 connected to the cylindrical chamber 54 and providing fluid communication between the cylindrical chamber 54 and the outlet OUT.

[0060] Предпочтительно, выходная торцевая крышка 4 герметично закрывает левое отверстие 55 трубчатой вставки 5 для того, чтобы охлаждающая жидкость могла протекать из цилиндрической камеры 54 в выпускное отверстие OUT для охлаждающей жидкости только через сквозное отверстие 41.[0060] Preferably, the outlet end cap 4 seals the left opening 55 of the tubular insert 5 so that coolant can flow from the cylindrical chamber 54 to the coolant outlet OUT only through the through hole 41.

[0061] Весь путь охлаждающей жидкости внутри устройства можно проследить по чертежам Фиг. 7-12. На этих чертежах направление охлаждающей жидкости, входящей в плоскость листа, обозначено знаком «x», а направление охлаждающей жидкости, выходящей из плоскости листа, обозначено точкой. Тот же путь рабочей жидкости показан стрелками на Фиг. 4-6 и 13-16A.[0061] The entire path of the coolant within the device can be traced in the drawings of FIG. 7-12. In these drawings, the direction of the coolant entering the sheet plane is indicated by "x", and the direction of the coolant leaving the sheet plane is indicated by a dot. The same working fluid path is shown by the arrows in Fig. 4-6 and 13-16A.

[0062] От впускного отверстия IN охлаждающая жидкость направляется через плоскую выемку 31 в пары первичных подводящих каналов 231, 232; 241, 242 и 251, 252 и по ним подается в выпускной конец 22. В области выпускного конца 22, наглухо закрытого выходной торцевой крышкой 4, рабочая жидкость через первую соединительную полость 300, 301 или 302, выполненную в корпусе 2, поступает в пары отводящих каналов 233, 234; 243, 244 или 253, 254 и по ним снова возвращается ко впускному концу 21. В области впускного конца 21, наглухо закрытого входной торцевой крышкой 3, рабочая жидкость через вторую соединительную полость 400, 401 или 402, выполненную в торце 21 корпуса 2, поступает в пары вторичных подающих каналов 235, 236; 245, 246 или 255, 256 и по ним снова возвращается к выпускному концу 22. После чего, вблизи выпускного конца 22, рабочая среда поступает в коллекторную полость 27 через соединительное окно 500, 501 или 502, выполненное в выходной торцевой крышке 4. Из коллекторной полости 27 охлаждающая жидкость направляется к выпускному отверстию OUT для рабочей жидкости. В коллекторную полость 27 рабочая жидкость поступает в обратном направлении через скользящий зазор между боковой стенкой коллекторной полости и дополнительной трубчатой стенкой 51. Из указанного зазора охлаждающая среда поступает в область входной торцевой крышки 3, а затем в цилиндрическую камеру 54, в которой она течет в направлении подачи до выходного отверстия OUT для рабочей жидкости.[0062] From the inlet IN, the coolant is directed through a flat recess 31 into pairs of primary supply channels 231, 232; 241, 242 and 251, 252 and is supplied through them to the outlet end 22. In the region of the outlet end 22, tightly closed by the outlet end cap 4, the working fluid through the first connecting cavity 300, 301 or 302, made in the housing 2, enters the outlet pairs channels 233, 234; 243, 244 or 253, 254 and through them again returns to the inlet end 21. In the area of the inlet end 21, tightly closed by the inlet end cap 3, the working fluid through the second connecting cavity 400, 401 or 402, made in the end face 21 of the housing 2, enters into pairs of secondary feed channels 235, 236; 245, 246 or 255, 256 and through them again returns to the outlet end 22. After that, near the outlet end 22, the working medium enters the collector cavity 27 through the connecting window 500, 501 or 502, made in the output end cap 4. From the collector cavity 27, the coolant is directed to the working fluid outlet OUT. In the collector cavity 27, the working fluid flows in the opposite direction through the sliding gap between the side wall of the collector cavity and the additional tubular wall 51. supply to the outlet OUT for the working fluid.

[0063] Новизна порогового устройства в соответствии с заявленным изобретением заключается в улучшении охлаждения стенок корпуса благодаря системе каналов в базовой стенке корпуса, ведущих в коллекторные полости, что позволяет продлить срок службы такого устройства.[0063] The novelty of the threshold device in accordance with the claimed invention lies in the improvement of the cooling of the walls of the housing due to the system of channels in the base wall of the housing leading to the collector cavities, which allows to extend the life of such a device.

[0064] Кроме того, срок службы устройства увеличивается благодаря однородности распределения охлаждающей жидкости, достигаемой за счет пропускания рабочей жидкости вдоль стенки корпуса в противоположных направлениях в соответствующих каналах (подводящих и отводящих).[0064] In addition, the service life of the device is increased due to the uniformity of the distribution of the coolant, achieved by passing the working fluid along the housing wall in opposite directions in the respective channels (inlet and outlet).

[0065] Еще одним отличием настоящего изобретения служит осесимметричная и, в частности, цилиндрическая форма порогового устройства, которая позволяет изменять положение устройства, вращая его вокруг своей продольной оси X, так что выходящий из печи горячий шлак все время вступает в контакт с новым участком поверхности, отличным от предыдущего. Это позволяет поддерживать площадь контакта между устройством и шлаком практически постоянной в течение всего срока службы устройства. В свою очередь, это позволяет задействовать в работу всю поверхность стенки корпуса и тем самым использовать весь ресурс порогового устройства, что опять-таки продлевает срок службы устройства. [0065] Another feature of the present invention is the axisymmetric and, in particular, cylindrical shape of the threshold device, which allows you to change the position of the device, rotating it around its longitudinal axis X, so that the hot slag leaving the furnace always comes into contact with a new surface area , different from the previous one. This makes it possible to maintain the contact area between the device and the slag almost constant throughout the life of the device. In turn, this makes it possible to use the entire surface of the housing wall and thereby use the entire resource of the threshold device, which again prolongs the service life of the device.

[0066] Кроме того, более длительный срок службы и прочность устройства обеспечиваются за счет улучшения теплообмена благодаря равномерному круговому распределению каналов в стенке корпуса.[0066] In addition, longer service life and durability of the device are provided by improving heat transfer due to a uniform circular distribution of channels in the housing wall.

[0067] Также устройство в соответствии с заявленным изобретением является более дешевым, поскольку может быть изготовлено путем ковки, благодаря чему себестоимость значительно снижаются по сравнению с себестоимостью устройств известного уровня техники.[0067] Also, the device according to the invention is cheaper because it can be made by forging, whereby the cost is significantly reduced compared to the cost of prior art devices.

[0068] Изготовление заявленного устройства ковкой обеспечивается за счет наличия входной и выходной торцевых крышек, наглухо привариваемых к корпусу 2.[0068] The manufacture of the claimed device by forging is ensured by the presence of inlet and outlet end caps, tightly welded to the housing 2.

[0069] Представляется очевидным, что специалист в данной области техники может внести изменения в описанное выше изобретение для решения каких-либо своих специфических или конкретных задач, не выходя за рамки объема правовой охраны изобретения, раскрытого в нижеследующей формуле изобретения.[0069] It is obvious that a person skilled in the art can make changes to the invention described above to solve any of his specific or particular problems, without going beyond the scope of legal protection of the invention disclosed in the following claims.

Claims

1. Threshold device (1) of the slag door of a metallurgical furnace, made with the possibility of cooling with a coolant, containing:

- a metal body (2), preferably made of copper or a copper alloy, extended along the longitudinal axis (X) from the inlet end (21) to the outlet end (22);

- an inlet (IN) for the coolant of the inlet end (21) and an outlet (OUT) for the coolant of the outlet end (22),

characterized in that said housing (2) contains a collector cavity (27), around which the wall (28) of the housing is located, and said collector cavity (27) is hydraulically connected to the outlet for the working fluid;

at the same time, cooling channels (23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R and 25R) are made in the mentioned housing (2) made in the wall (28) of the housing and hydraulically connected to the inlet (IN) for coolant and with a collector cavity (27).

2. The threshold device (1) according to claim 1, characterized in that the cooling channels include inlet channels (23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A') and outlet channels (23R, 24R, 25R), which are located parallel to the longitudinal axis X and located around it, and the coolant in such channels passes through the supply channels (23A, 23A', 24A, 24A', 25A and 25A') in one direction, and through the outlet channels (23R, 24R, 25R) - in the opposite,

while said inlet (23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A)' and outlet channels (23R, 24R, 25R) are hydraulically connected to each other.

3. Threshold device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the housing has a symmetrical shape with respect to the longitudinal axis (X), and the wall (28) of the housing is located coaxially along this axis.

4. Threshold device (1) according to claim 3, characterized in that the housing has a cylindrical shape.

5. The threshold device (1) according to claim 1, characterized in that the collector cavity (27) is a through hole in the housing (2) from the inlet end (21) to the outlet end (22), and at the same time the inlet end cap ( 3) hermetically closes the second opening of the cavity (272) of the collector cavity (27) at its inlet end (21).

6. Threshold device (1) according to claim 1, characterized in that the cooling channels (23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R and 25R) are distributed circumferentially around the longitudinal axis (X) and collector cavity (27).

7. Threshold device (1) according to claim 6, characterized in that the cooling channels (23A, 23A', 24A, 24A', 25A, 25A', 23R, 24R and 25R) are located around the longitudinal axis (X) along the guides of the virtual cylinder whose axis coincides with the longitudinal axis (X).

8. Threshold device (1) according to claim 2, characterized in that some (23A, 24A and 25A) of the supply channels (23A, 23A', 24A, 24A', 25A and 25A') are primary, receiving coolant from inlet (IN) for the working fluid, and at the same time under the inlet end cap (3) there is a flat recess (31), elongated in the radial direction (Y), perpendicular to the longitudinal axis (X), and hydraulically connected to the inlet (IN) for working fluid that directly enters only the primary supply channels (23A, 24A and 25A).

9. The threshold device (1) according to claim 1, characterized in that a tubular insert (5) is installed in the collector cavity (27), forming a cylindrical chamber (54), and between the tubular insert (5) and the side wall (272) of the collector cavity formed an annular collector cavity (27), parallel to the longitudinal axis (X).

10. Threshold device (1) according to claim 9, characterized in that inside the tubular insert (5) there is an additional tubular wall (51) located in the direction of the longitudinal axis (X) and separating an additional cylindrical chamber (54), and for holding of the tubular element (5) at a distance from the said side wall (272) of the collector cavity, centering projections (52) protrude from the additional tubular wall (51), abutting against the said side wall (272) of the collector cavity.

11. Threshold device (1) according to claim 9, characterized in that the tubular insert (5) is located in the longitudinal direction (X) not for the entire length of the collector cavity (27) in the same longitudinal direction (X), but only for a part it so that its right fluid inlet (53) is at some distance from the inlet end cap (3).

12. The threshold device (1) according to claim 1, characterized in that it contains an outlet end cap (4) covering the second opening of the cavity (272) of the collector cavity (27) at its outlet end (22) in order to prevent leakage of coolant into area of the wall (28) of the housing.

13. The threshold device (1) according to claim 9, characterized in that the outlet end cap (4) has a through hole (41) connected to the cylindrical chamber (54) and designed for hydraulic communication between the cylindrical chamber (54) and the outlet hole (OUT) for coolant.

14. The threshold device (1) according to claim 13, characterized in that the outlet end cap (4) hermetically closes the left hole (55) of the tubular insert (5), which ensures the passage of coolant from the cylindrical chamber (54) to the outlet hole (OUT ) for coolant only through this through hole (41).