UA9283U - Water-cooled roof of an arc steel-melting furnace - Google Patents
Water-cooled roof of an arc steel-melting furnace Download PDFInfo
- Publication number
- UA9283U UA9283U UAU200502119U UAU200502119U UA9283U UA 9283 U UA9283 U UA 9283U UA U200502119 U UAU200502119 U UA U200502119U UA U200502119 U UAU200502119 U UA U200502119U UA 9283 U UA9283 U UA 9283U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- water
- cooled
- vault
- arc steel
- melting furnace
- Prior art date
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000021189 garnishes Nutrition 0.000 description 7
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель відноситься до області чорної металургії, а саме до електросталеплавильних печей для 2 виробництва сталей і сплавів.The useful model refers to the field of ferrous metallurgy, namely to electric steel melting furnaces for 2 production of steels and alloys.
Відоме водоохолоджуване склепіння дугової сталеплавильної печі |Сосонкин ОО. М., Кудрин В. А.The famous water-cooled vault of the arc steel-melting furnace | Sosonkin OO. M., Kudrin V. A.
Водоохлаждаемьй свод злектродуговой печи. Изд. Металургія, 1985р., с. 18-21, яке має коробчасту конструкцію, по внутрішніх порожнинах якого циркулює вода, що забезпечуючує його охолодження.Water-cooling vault of an electric arc furnace. Ed. Metallurgy, 1985, p. 18-21, which has a box-like structure, through the internal cavities of which water circulates, which ensures its cooling.
Недоліки водоохолоджуваного склепіння печі: 70 - коробчаста конструкція склепіння печі припускає наявність застійних зон, у яких спостерігається підвищене утворення накипу, що веде до зменшення знімання тепла та приводить до виникнення локальних термічних напруг, що приводить до деформації самої панелі; - внаслідок деформації Через високу жорсткість конструкції склепіння можливі механічні руйнування в області зварених швів; 12 - низька швидкість води, яка охолоджує внутрішній простір коробчастої секції, може викликати її кипіння на окремих ділянках з утворенням накипу, що веде до прогару елемента.Disadvantages of the water-cooled furnace vault: 70 - the box-like design of the furnace vault suggests the presence of stagnant zones in which increased scale formation is observed, which leads to a decrease in heat removal and leads to the occurrence of local thermal stresses, which leads to deformation of the panel itself; - due to deformation Due to the high rigidity of the vault structure, mechanical destruction is possible in the area of welded seams; 12 - the low speed of the water that cools the inner space of the box section can cause it to boil in some areas with the formation of scale, which leads to the burning of the element.
Всі ці недоліки ведуть до низької надійності й довговічності розглянутого склепіння дугової сталеплавильної печі.All these shortcomings lead to low reliability and durability of the considered arc steel furnace vault.
За прототип береться склепіння дугової сталеплавильної печі (А. с. Мо 1259088, кл. МПК В2701/02), що містить футеровану центральну частину й водоохолоджувану периферійну частину, виконану з трубчастих елементів, яка обладнана поверхнею, що екранує у вигляді сталевого листа. Між трубчастими елементами й поверхнею, що екранує, утворені кругові пази з визначеною шириною. У процесі роботи печі на трубчастих елементах і в пазах утвориться шар гарнисажа, що перешкоджає перегріву елементів склепіння печі випромінюванням від дуг.The prototype is the vault of an arc steel-melting furnace (A. s. Mo 1259088, kl. MPK B2701/02), which contains a lined central part and a water-cooled peripheral part made of tubular elements, which is equipped with a shielding surface in the form of a steel sheet. Circular grooves with a certain width are formed between the tubular elements and the shielding surface. During the operation of the furnace, a layer of garnish will form on the tubular elements and in the grooves, which prevents overheating of the vault elements of the furnace by radiation from the arcs.
Така конструкція водоохолоджуваного склепіння дугової сталеплавильної печі проста у виготовленні, в відрізняється ремонтопридатністю й відсутністю застійних зон. Недоліки прототипу: - теплові потоки в процесі плавки розподіляються нерівномірно по всьому склепінню сталеплавильної печі; - зазори між трубами обираються на середній тепловий потік і при пікових теплових навантаженнях можливий перегрів екрана, тому що він не охолоджується; о - не передбачена можливість достатньої передачі тепла від екрана до водоохолоджуваних труб, тому що об через гарнисаж теплопередача погіршується через високий тепловий опір.This design of the water-cooled vault of the arc steel-melting furnace is easy to manufacture, is characterized by maintainability and the absence of stagnant zones. Disadvantages of the prototype: - heat flows in the melting process are unevenly distributed throughout the vault of the steel furnace; - the gaps between the pipes are chosen for the average heat flow, and at peak heat loads, overheating of the screen is possible, because it does not cool; o - the possibility of sufficient heat transfer from the screen to the water-cooled pipes is not provided, because the heat transfer is impaired due to high thermal resistance due to o.
Все це приводить до зниження довговічності експлуатації склепіння печі й надійності його охолодження. сAll this leads to a decrease in the durability of the furnace vault and the reliability of its cooling. with
В основу винаходу поставлене завдання підвищення надійності й довговічності водоохолоджуваного Ф склепіння дугової сталеплавильної печі.The invention is based on the task of increasing the reliability and durability of the water-cooled Ф vault of an arc steel-melting furnace.
Зо Це завдання вирішується за рахунок технічного результату, який складається в поліпшенні теплопередачі в процесі впливу нерівномірних потоків за рахунок введення додаткових теплопровідних елементів.This task is solved due to the technical result, which consists in the improvement of heat transfer during the influence of uneven flows due to the introduction of additional heat-conducting elements.
Для досягнення вищевказаного результату у водоохолоджуваному слклепінні дугової сталеплавильної печі, « до складу якого входить поверхня, яка екранує, і трубчасті елементи, відповідно до корисної моделі, шщ єкранувальна поверхня виконана охолоджуваною у вигляді коробчастої конструкції, а трубчасті елементи 70 обладнані теплообмінними ребрами, які з'єднують поверхню, що екранує, з трубчастими елементами, при чому с ширина (5), висота (Н), товщина (В) і відстань розміщення (І) теплообмінних ребер вибирається відповідно зіTo achieve the above-mentioned result in the water-cooled riveting of the arc steel-melting furnace, which includes a shielding surface and tubular elements, according to a useful model, the shielding surface is cooled in the form of a box structure, and the tubular elements 70 are equipped with heat exchange fins, which with connect the shielding surface with the tubular elements, while the width (5), height (H), thickness (B) and distance of placement (I) of the heat exchange ribs are selected in accordance with
Із» співвідношень: 5-0,5...2,549, м; Н-О,5...1,54, м;From" ratios: 5-0.5...2.549, m; H-O,5...1,54, m;
В-0,1...0,254, м; (-1,0...3,04, м ;де 4 - діаметр трубчастого елемента.B-0.1...0.254, m; (-1.0...3.04, m; where 4 is the diameter of the tubular element.
У результаті порівняльного аналізу запропонованого водоохолоджуваного склепіння дугової сталеплавильної печііз прототипом установлено, що вони мають наступні загальні ознаки: іш - єкранувальна поверхня; ка - водоохолоджувані трубчасті елементи; а також відмінні ознаки: бо - єкранувальна поверхня, виконана охолоджуваною у вигляді коробчастої конструкції; се» 20 - трубчасті елементи обладнані теплообмінними ребрами, які з'єднують поверхню, що екранує, із трубчатими елементами; - ширина (5) теплообмінних ребер вибирається зі співвідношення:As a result of the comparative analysis of the proposed water-cooled vault of the arc steel-melting furnace with the prototype, it was established that they have the following general characteristics: iš - shielding surface; ka - water-cooled tubular elements; as well as distinguishing features: bo - shielding surface, made cooled in the form of a box structure; se" 20 - tubular elements are equipped with heat exchange ribs that connect the shielding surface with tubular elements; - the width (5) of the heat exchange ribs is selected from the ratio:
З - 0,5...2,540, де 4 - діаметр трубчастого елемента (м); - висота (Н) теплообмінних ребер вибирається зі співвідношення:Z - 0.5...2.540, where 4 is the diameter of the tubular element (m); - the height (N) of the heat exchange ribs is selected from the ratio:
Со Н -0,5...1,54д, де а - діаметр трубчастого елемента (м); - товщина (В) теплообмінних ребер вибирається зі співвідношення:Co H -0.5...1.54d, where a is the diameter of the tubular element (m); - the thickness (B) of the heat exchange ribs is selected from the ratio:
В - 0,1...0,254д де а - діаметр трубчастого елемента (м); - відстань розміщення () теплообмінних ребер вибирається відповідно зі співвідношення ї - 1,0...3,04, де а - діаметр трубчастого елемента (м). Таким чином, запропоноване водоохолоджуване склепіння дугової 60 сталеплавильної печі має нове конструктивне виконання вузлів і деталей, нові зв'язки вузлів і деталей, а також нове розміщення їх відносно один одного.B - 0.1...0.254d where a is the diameter of the tubular element (m); - the placement distance () of the heat exchange ribs is selected accordingly from the ratio и - 1.0...3.04, where a is the diameter of the tubular element (m). Thus, the proposed water-cooled vault of the arc 60 steel-melting furnace has a new structural design of nodes and parts, new connections of nodes and parts, as well as a new placement of them relative to each other.
Між відмінними ознаками й технічним результатом, що досягається, існує причинно-наслідковий зв'язок.There is a cause and effect relationship between distinctive features and the technical result achieved.
Завдяки тому, що єкранувальна поверхня, виконана у вигляді коробчастої конструкції стало можливим при пікових теплових навантаженнях знизити перегрів екрана, зробивши його охолоджуваним. бо Завдяки обладнанню трубчастих елементів теплообмінними ребрами стало можливим компенсувати термічні деформації. Наявність теплообмінних ребер дозволить відвести тепло до трубчастих елементів. Це також приведе до підвищення надійності склепіння дугової сталеплавильної печі.Due to the fact that the shielding surface is made in the form of a box structure, it became possible to reduce overheating of the screen during peak heat loads, making it cooled. because thanks to the equipment of tubular elements with heat exchange ribs, it became possible to compensate for thermal deformations. The presence of heat exchange ribs will allow heat to be removed to the tubular elements. This will also lead to increased reliability of the vault of the arc steel furnace.
Виходячи з досвіду, трубчасті елементи швидко виходять із ладу та не виконують свою функціюBased on experience, tubular elements quickly fail and do not fulfill their function
Охолодження, а в нашій корисній моделі, трубчасті елементи обладнані теплообмінними ребрами, які разом із трубами можуть виконувати функцію арматур, на які осаджується весь гарнисаж і тим самим, створюється додатковий захист коробчатої водоохолоджуваної конструкції від перегріву, що підвищує надійність і довговічність склепіння печі.Cooling, and in our useful model, the tubular elements are equipped with heat exchange fins, which, together with the pipes, can perform the function of armatures, on which the entire garnish is deposited, thereby creating additional protection of the box water-cooled structure from overheating, which increases the reliability and durability of the furnace vault.
Геометричні співвідношення лінійних розмірів конструктивних елементів теплообмінних ребер обрані на 7/0 підставі математичного моделювання температурних полів і експериментальним шляхом моніторингу стану гарнисажа на водоохолоджуваних поверхнях.The geometric ratios of the linear dimensions of the structural elements of the heat exchange ribs are chosen for 7/0 on the basis of mathematical modeling of temperature fields and experimental monitoring of the state of the garnish on water-cooled surfaces.
Виключення з вищевказаної сукупності відмінних ознак хоча б одного не забезпечує досягнення технічного результату.The exclusion of at least one from the above-mentioned set of distinguishing features does not ensure the achievement of a technical result.
Технічне рішення, що заявляється, має винахідницький рівень, тому що запропонована конструкція 7/5 Водоохолоджуваного склепіння дугової сталеплавильної печі для фахівців явно не виникає з рівня техніки.The claimed technical solution has an inventive step, because the proposed design of the 7/5 water-cooled vault of an arc steel melting furnace for specialists clearly does not arise from the state of the art.
Технічне рішення, що заявляється, невідомо з рівня техніки й тому воно є новим.The claimed technical solution is not known from the prior art and is therefore novel.
Корисна модель промислове застосовна, тому що її технологічне й технічне виконання не представляє труднощів. По цьому технічному рішенню виконане склепіння дугової сталеплавильної печі на АПО "Узметкомбінат".The useful model is industrially applicable, because its technological and technical implementation does not present difficulties. According to this technical solution, the vault of the arc steel-melting furnace at APO "Uzmetkombinat" was made.
Таким чином, корисній моделі може представлятися правова охорона, тому що вона є новою і промислове застосовна, тобто відповідає критеріям корисної моделі.Thus, a utility model can be presented with legal protection because it is new and industrially applicable, that is, it meets the criteria of a utility model.
Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображені: фіг. 1 - елемент водоохолоджуваного склепіння дугової сталеплавильної печі; фіг. 2 - розріз А-А по фіг. 1A useful model is explained by the drawings, which show: fig. 1 - an element of the water-cooled vault of the arc steel-melting furnace; fig. 2 - section A-A in fig. 1
Водоохолоджуване склепіння дугової сталеплавильної печі містить 12 водоохолоджуваних елементів, кожний з яких складається з коробчастої конструкції 1 і трубчастого елемента 2 у вигляді змійовика. Коробчаста т конструкція виконана з герметично з'єднаних: внутрішнього листа 3, зовнішнього листа 4, бокових стінок 5 і перегородки 6. Трубчастий елемент 2 закріплений до внутрішнього листа З з боку робочого простору печі за допомогою теплообмінних ребер 7. До верхнього листа 4 закріплені патрубки 8 і 9, через які забезпечується сThe water-cooled vault of the arc steel furnace contains 12 water-cooled elements, each of which consists of a box structure 1 and a tubular element 2 in the form of a coil. The box-like construction is made of hermetically connected: inner sheet 3, outer sheet 4, side walls 5 and partition 6. Tubular element 2 is attached to the inner sheet C from the side of the working space of the furnace with the help of heat exchange ribs 7. Pipes are attached to the upper sheet 4 8 and 9, through which p
Зо Чиркуляція води через коробчасту конструкцію 1. Підведення й відводи води в трубчасті елементи забезпечують патрубки 10 і 11. соЗ Circulation of water through the box structure 1. Supply and discharge of water to the tubular elements are provided by nozzles 10 and 11. со
Водоохолоджуване склепіння працює таким чином. сA water-cooled vault works like this. with
Через трубчастий елемент 2 і коробчасту конструкцію 1 у процесі плавки циркулює вода, що забезпечує відвід тепла. При цьому пил і шлаки осідають на охолоджувані поверхні труб і ребер, образуючи шар гарнисажа, ме) який захищає внутрішній лист З, бокові стінки 5 і ребра 7 від перегріву, знижує втрати тепла з печі разом з охолоджуваною водою, а також акумулює тепло. У міжплавільні періоди шар гарнисажа остужається повільно й рівномірно по поверхні. У результаті знижуються термічні напруги в металоконструкціях печі, а акумульоване « тепло використовується в наступній плавці як джерело інфрачервоного випромінювання.During the melting process, water circulates through the tubular element 2 and the box structure 1, which provides heat removal. At the same time, dust and slag settle on the cooled surfaces of pipes and ribs, forming a layer of garnish, which protects the inner sheet Z, side walls 5 and ribs 7 from overheating, reduces heat loss from the furnace together with cooled water, and also accumulates heat. During intermelting periods, the garnish layer cools slowly and evenly over the surface. As a result, the thermal stresses in the metal structures of the furnace are reduced, and the accumulated heat is used in the next furnace as a source of infrared radiation.
Перегородка 6 задає напрямок потоку води в коробчастій конструкції 1 від вхідного патрубка 8 до вихідного З патрубка 9 таким чином, щоб знизити ймовірність появи застійних зон. У випадку можливого виникнення с застійних зон, перегріву й прогару внутрішнього листа З не відбудеться, тому що він захищений шаром . гарнисажа, що утворився в просторі між ребрами 7 і трубчастим елементом 2. и?» У випадку можливого локального відділення гарнисажа з поверхні внутрішнього листа 3, його перегрів і прогар не відбудуться, тому що він охолоджується водою, яка циркулює усередині коробчастої конструкції.The partition 6 sets the direction of the water flow in the box structure 1 from the inlet nozzle 8 to the outlet Z nozzle 9 in such a way as to reduce the probability of stagnant zones. In case of the possible occurrence of stagnant zones, overheating and burning of the inner sheet Z will not occur, because it is protected by a layer. of the garnish formed in the space between the ribs 7 and the tubular element 2. and? In the case of a possible local separation of the garnish from the surface of the inner sheet 3, its overheating and burnout will not occur, because it is cooled by water that circulates inside the box structure.
У випадку впливу теплового потоку з боку зовнішнього листа 4, наприклад при витягуванні електродів (наIn case of influence of the heat flow from the side of the outer sheet 4, for example, when pulling out the electrodes (Fig
Ге) фіг. 1 не показані), циркуляція води усередині коробчастої конструкції 1 забезпечить надійний тепловідвід і виключить короблення й прогар зовнішнього листа 4. ю Таким чином, за рахунок виконання поверхні, що екранує, у вигляді коробчастої конструкції й обладнання о трубчастих елементів теплообмінними ребрами досягається зниження ймовірності прогару поверхні, що екранує, 5о яка забезпечує підвищення надійності й довговічності роботи водоохолоджуваного склепіння дугової с» сталеплавильної печі.Ge) fig. 1 are not shown), the circulation of water inside the box structure 1 will ensure reliable heat dissipation and exclude warping and burnout of the outer sheet 4. Thus, due to the execution of the shielding surface in the form of a box structure and equipment with tubular elements with heat exchange fins, a reduction in the probability of burnout is achieved of the shielding surface, which ensures increased reliability and durability of the water-cooled vault of the arc steel furnace.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200502119U UA9283U (en) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | Water-cooled roof of an arc steel-melting furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200502119U UA9283U (en) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | Water-cooled roof of an arc steel-melting furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA9283U true UA9283U (en) | 2005-09-15 |
Family
ID=35518567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200502119U UA9283U (en) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | Water-cooled roof of an arc steel-melting furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA9283U (en) |
-
2005
- 2005-03-09 UA UAU200502119U patent/UA9283U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10760854B2 (en) | Adjustable heat exchange apparatus and method of use | |
| EP1756320B1 (en) | Heat exchanger system used in steel making | |
| FI117768B (en) | Heat sink | |
| US20160265849A1 (en) | Furnace with refractory bricks that define cooling channels for gaseous media | |
| US6330269B1 (en) | Heat exchange pipe with extruded fins | |
| EP2513581B1 (en) | Electrode for direct current continuous arc furnace | |
| RU2281974C2 (en) | Cooling member for cooling metallurgical furnace | |
| UA9283U (en) | Water-cooled roof of an arc steel-melting furnace | |
| JP5395972B2 (en) | H steel cooling structure in the settling ceiling part of the flash smelting furnace, and cooling method of the H steel in the settling ceiling part of the flash melting furnace | |
| JP7037419B2 (en) | Metal smelting furnace and its operation method | |
| CN212585498U (en) | Novel furnace body cooling module | |
| JP6999473B2 (en) | Flash smelting furnace cooling method and flash smelting furnace cooling structure | |
| CN108344302B (en) | Heat exchange device for nonferrous metallurgical furnace and nonferrous metallurgical furnace with heat exchange device | |
| UA80374C2 (en) | Cooled plate of metallurgical unit | |
| JP2016070573A (en) | H-steel cooling structure and h-steel cooling method |