UA9283U - Water-cooled roof of an arc steel-melting furnace - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до області чорної металургії, а саме до електросталеплавильних печей для 2 виробництва сталей і сплавів.

Відоме водоохолоджуване склепіння дугової сталеплавильної печі |Сосонкин ОО. М., Кудрин В. А.

Водоохлаждаемьй свод злектродуговой печи. Изд. Металургія, 1985р., с. 18-21, яке має коробчасту конструкцію, по внутрішніх порожнинах якого циркулює вода, що забезпечуючує його охолодження.

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.

Всі ці недоліки ведуть до низької надійності й довговічності розглянутого склепіння дугової сталеплавильної печі.

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.

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.

Все це приводить до зниження довговічності експлуатації склепіння печі й надійності його охолодження. с

В основу винаходу поставлене завдання підвищення надійності й довговічності водоохолоджуваного Ф склепіння дугової сталеплавильної печі.

Зо Це завдання вирішується за рахунок технічного результату, який складається в поліпшенні теплопередачі в процесі впливу нерівномірних потоків за рахунок введення додаткових теплопровідних елементів.

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 зі

Із» співвідношень: 5-0,5...2,549, м; Н-О,5...1,54, м;

В-0,1...0,254, м; (-1,0...3,04, м ;де 4 - діаметр трубчастого елемента.

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:

З - 0,5...2,540, де 4 - діаметр трубчастого елемента (м); - висота (Н) теплообмінних ребер вибирається зі співвідношення:

Со Н -0,5...1,54д, де а - діаметр трубчастого елемента (м); - товщина (В) теплообмінних ребер вибирається зі співвідношення:

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.

Між відмінними ознаками й технічним результатом, що досягається, існує причинно-наслідковий зв'язок.

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.

Виходячи з досвіду, трубчасті елементи швидко виходять із ладу та не виконують свою функцію

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.

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.

Виключення з вищевказаної сукупності відмінних ознак хоча б одного не забезпечує досягнення технічного результату.

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.

Технічне рішення, що заявляється, невідомо з рівня техніки й тому воно є новим.

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".

Таким чином, корисній моделі може представлятися правова охорона, тому що вона є новою і промислове застосовна, тобто відповідає критеріям корисної моделі.

Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображені: фіг. 1 - елемент водоохолоджуваного склепіння дугової сталеплавильної печі; фіг. 2 - розріз А-А по фіг. 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 с

Зо Чиркуляція води через коробчасту конструкцію 1. Підведення й відводи води в трубчасті елементи забезпечують патрубки 10 і 11. со

Водоохолоджуване склепіння працює таким чином. с

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.

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.

У випадку впливу теплового потоку з боку зовнішнього листа 4, наприклад при витягуванні електродів (на

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.

Claims (1)

1. Формула винаходу

   Су;

   Водоохолоджуване склепіння дугової сталеплавильної печі, що містить екранувальну поверхню і трубчасті елементи, яке відрізняється тим, що екранувальна поверхня виконана охолоджуваною у вигляді коробчастої конструкції, а трубчасті елементи оснащені теплообмінними ребрами, які з'єднують екранувальну поверхню з трубчастими елементами, причому ширину (5), висоту (Н), товщину (В) та відстань розміщення (Ї) теплообмінних во ребер вибирають відповідно з співвідношень:

   5-0,5...2,5й0, м

   Н-О,5...1,5й, м

   В-0,1...0,254й, м

   1-Ї,0...3,0д, м

   65 де 4 - діаметр трубчастого елемента.