SU756167A1 - Электроконтактный узел дуговой печи - Google Patents

Description

Изобретение относится в дуговым электропечам черной и цветной металлургии , а также химической промышленности .

Рост потребности в продукции указанных печей и технико-экономические тенденции ведут к увеличению их единичных мощностей и соответственно рабочих токов в электродах. Например печи РКЗ-16,5 работают на токах около 60 кА, а в печах РКЗ-ЗЗ токи достигают 100 кА. Электромагнитные поля, создаваемые токами такой величины, вызывают чрезмерный перегрев близлежащих элементов конструкции печи и значительные потери мощности в них. В результате элементы конструкции, в частности нажимные кольца электроконтактных узлов, преждевременно выходят из строя и требуется их замена, а вследствие простоев и потерь мощности в них заметно снижается производительность печи. Например, освоение печей РКЗ-ЗЗ на Ермаковском заводе ферросплавов задерживается в значительной степени из-за низкой стойкости нажимных колец и других элементов конструкции, находящихся в сильных магнитных полях. Применение немагнитных

15

20

25

30

10

сталей, меди и бронзы вместо обычной стали дорого и связано с дополнительными технологическими трудностями при изготовлении.

В печах ΡΚ3-63 токи в электро•дах достигают 165 кА, а электромагнитные потери в соответствии с формулами

Р-нЧб;

2^е '

где Н - напряженность,магнитного поля;

8 - поверхностное сопротивление элемента конструкции;

5 - площадь поверхности элемента конструкции;

Э - ток в проводнике;

Ь - расстояние от точки, в которой определяется напряженность, до оси проводника,

увеличиваются прямо пропорционально квадрату тока, поэтому остается важной проблема защиты нажимных колец (как и других элементов конструкции) от электромагнитных полей.

Известен электромагнитный узел

дуговой печи, который содержит кон756167

тактные щеки, расположенные вокруг электрода, охватывающее их нажимное кольцо с механизмами прижима щек к электроду, токоведущие водоохлаждаемые трубы, подсоединенные к верхней части контактных щек. Нажимное кольцо состоит из двух звеньев (для разрыва магнитного контура), соединенных шарнирно с помощью пальцев [1].

Недостаток этой конструкции состоит в том, что все токоведущие трубы подсоединяются к внутренним водоохлаждаемым каналам контактных щек сверху, вследствие чего весь ток, подводимый к электроду, проходит внутри нажимного, кольца и создаваемое этим потоком электромагнитное поле полностью воздействует на нажимное кольцо. Кроме того, такое кольцо, состоящее только из двух звеньев, неудобно при демонтаже и монтаже в процессе эксплуатации печи.

Наиболее близким по.технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является электроконтактный узел дуговой печи, который содержит те же элементы, что и описанная конструкция, но в отличие от нее нажимное кольцо состоит не из двух полуколец, а из отдельных секций (по числу контактных щек), соединенных между'собой с помощью пальцев [2] . При этом появляются дополнительные разрывы магнитного контура и облегчается демонтаж и монтаж секционного нажимного кольца при смене контактных щек. Но и в этом случае остается основной недостаток конструкции: все трковедущие трубы подсоединяются к верхней части контактных щек, вследствие чего весь ток, подводимый к электроду, проходит внутри нажимного кольца.

Цель изобретения - снижение электромагнитных потерь в нажимном кольце и уменьшение его 'нагрева.

Цель достигается тем, что в электроконтактном узле дуговой печи, содержащем секционное нажимное кольцо, подвешенное к несущему кожуху электродержателя, контактные щеки, распо- . ложенные вокруг электрода, токоведущие трубы, подсоединенные к внутренним водоохлаждаемым каналам контактных щек, половина токоведущих труб размещена снаружи нажимного кольца, отделена от него электроизоляционной прокладкой, а подсоединение указанной половины труб к внутренним водоохлаждаемым каналам выполнено в нижней части контактных щек.

На фиг. 1 изображен предлагаемый электроконтактный узел? на фиг. 2 то же, разрез А-А на фиг. 1> на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Электроконтактный узел содержит токоведущие трубы 1, половина которых, состоящая из труб.2, подсоединена к внутренним водоохлаждаемым каналам 3 контактных щек 4 в их верх ней части, а другая половина, состоя щая из труб 5, подсоединена к внутренним водоохлаждаемым каналам 3 контактных щек 4 в их нижней части.

С помощью нажимного кольца 6 контакт ные щеки 4 прижимаются к электроду 7 Трубы 5 отделены от нажимного кольца 6 электроизоляционными прокладками

8. Контактные щеки 4 подвешена к несущему кожуху 9 с помощью подвесок 10, а нажимное кольцо 6 подвешено к несущему кожуху 9 с помощью подвесок 11. Нажимное кольцо 6 состоит из секций 12, соединенных между собой пальцами 13, что облегчает замену контактных щек 4 при эксплуатации печи. Водоохлаждаемые каналы 3 контактных щек 4 могут быть выполнены различным образом, но в любом случае подвод воды осуществляется снизу, а отвод воды - сверху, что целесообразно, так как нижняя часть контактных щек 4 находится в наиболее тяжелых температурных условиях. На фиг. 3 приведен пример исполнения водоохлаждаемых каналов 3, по- . лученных сверлением, с использованием заглушек 14 и вкладышей 15.

Электроконтактный узел дуговой печи работает следующим образом.

Электрический ток, поступающий по токоведущим трубам 1, разделяется на две приблизительно равные части: одна часть протекает по трубам 2, контактным щекам 4 и попадает в электрод 7, а другая часть протекает по трубам 5, нижней части контактных щек 4 и попадает в электрод 7. В соответствии с правилом буравчика вокруг проводника с током образуется магнитное поле, силовые· линии которого имеют условное направление по часовой стрелке, если вектор τοιΜ направлен от нас за чертеж.' Ход линий магнитных полей двух параллельных проводников с токами одного направления с результирующим магнитным полем двух проводников получается как сумма полей отдельных проводников на внешних частях оси и как разность полей на внутренней части оси, т.е. между проводника· ми. Отсюда видно, что между проводниками с токами одного направления магнитное поле в значительной степени скомпенсировано. Нажимное кольцо б оказывается как раз между такими проводниками. В результате мощность потерь в нажимном кольце 6, а следовательно, и его нагрев уменьшаются, полезная мощность печи увеличивается, простои ее, связанные с выходом из строя нажимных колец, сокращаются, что в конечном счете приводит к увеличению производительности печи.

756167

Технико-экономический эффект от *применения данного изобретения показан на примере печей РКЗ-ЗЗ, в-трех нажимных кольцах которой теряется активная мощность 710 кВт. Если принять . для расчета, что в результате применения изобретения мощность потерь в нажимных кольцах сократится как минимум наполовину, то получим, что активная мощность печи увеличивается на

= 355 кВт.

Тогда увеличение суточной производительности при производстве 45%-ного ферросилиция составит

10

15

уд

где ΔΡ - прирост активной мощности печи за счет уменьшения ее потерь в нажимных кольцах; 20

Муд - удельный расход электроэнергии, кВт/ч.т.

Годовой экономический эффект при этом составит на одну печь Э’ = δΩ п.С = 1,69-335·ί52 = 25

= 74 700 р.,

где η - число дней работы в году;

С - стоимость 1 т 45%-нОго ферросилиция, р./т.

Claims (1)

1. формула изобретения

   Электроконтактный узел дуговой печи, содержащий секционное нажимное кольцо, подвешенное к несущему кожуху электродержателя, контактные щеки, расположенные вокруг электрода, токоведущие трубы, подсоединенные к внутренним водоохлаждаемым каналам контактных щек, отличающи й с я тем, что, с целью снижения электромагнитных потерь в нажимном кольце и уменьшения его нагрева, половина токоведущих труб размещена снаружи нажимного кольца, отделена от него электроизоляционной прокладкой, а подсоединение указанной половины труб к внутренним водоохлаждаемым каналам выполнено в нижней части контактных щек.