УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ

Установка для обработки стали в электродуговой печи.
Настоящее предложение относится к области металлургии, в частности к устройствам высокотемпературного нагрева, плавления и рафинирования металла в сталеплавильных печах, преимущественно - электродуговых.
Известна установка состоящая из: манипулятора, имеющего стойку с шарниром, на котором расположен рычаг, поворачивающийся в горизонтальной плоскости, на котором с возможностью поворота в двух плоскостях (вертикальной и горизонтальной) закреплены газокислородная горелка имеющая водоохлаждаемый цилиндрический корпус, внутри которого расположены каналы подвода и отвода охлаждающей воды, кислорода и природного газа, присоединенные к медной головке, в которой выполнены сопла для выхода природного газа и кислорода, а под ней кислородно-порошковая фурма имеющая водоохлаждаемый цилиндрический корпус, внутри которого расположены каналы подвода и отвода охлаждающей воды, кислорода и угольной пыли, присоединенные к медной головке. Современные высокоэффективные электродуговью печи для сталеплавильных цехов Электрометаллургия № О, 1998, стр. 12.)
Установка работает следующим образом: газокислородной горелкой предварительно подогревают скрап в районе рабочего окна, затем на поверхность
разогретого скрапа подают кислород, а при образовании ванны расплавленного металла подают угольную пыль для наведения пенистого шлака, причем уголь подается в струе кислорода с целью лучшего внедрения в расплав.
Установка позволяет использовать газокислородную горелку в основном для нагрева скрапа и поддержания температуры во время простоя печи, но не использует горелку для плавления металла. Подача угольного порошка через фурму возможна в первой трети печи от загрузочного окна. Распределение порошка более равномерно по печи затруднено вводом его под кислородные струи, кроме того при введении угольного порошка в кислородные струи происходит значительный угар угля. Значительный вертикальный габарит двухкорпусной компоновки уменьшает рабочий угол в вертикальной плоскости.
Наиболее близкой по сущности и достигаемому результату является установка, состоящая из: манипулятора, имеющего стойку с шарниром и расположенным на ней рычагом, поворачивающимся в горизонтальной плоскости на котором с возможностью поворота в двух плоскостях (вертикальной и горизонтальной) закреплены газокислородная горелка, имеющая водоохлаждаемый цилиндрический корпус с расположенными внутри него каналами подвода и отвода
охлаждающей воды, кислорода, природного газа и угольного порошка, присоединенными к медной головке, в которой выполнены сопла для выхода природного газа и кислорода, а также сопло подачи угольного пыли, расположенное внутри сопла подачи кислорода, а под ней продувочная кислородная фурма имеющая водоохлаждаемый цилиндрический корпус, внутри которого расположены каналы подвода и отвода охлаждающей воды и кислорода, присоединенные к медной головке. (Innovativ burner technology for . Sixteen Annual Symposium Proceess Systems for Electric Furnace, Steelmaklng, Nashville, NT, November 12, 1994)
Установка работает следующим образом: газокислородной горелкой предварительно подогревают и режут скрап в районе загрузочной двери, затем подают угольную пыль для образования пенистого шлака, одновременно начинается продувка железоуглеродистого расплава струями кислорода. После расплавления основного количества лома и достижения температуры, достаточной для начала кипения, кислородная фурма переводится в режим рафинирования расплава, а горелка дожигает окись углерода внутри пенистого шлака.
Данная установка позволяет более эффективно использовать газокислородную горелку для плавления металла, но при этом происходит интенсивный угар железа и непроизводительные потери тепла на плавление образующихся оксидов железа. Также происходит значительный угар угольной пыли, подаваемой в кислородной струе факела горелки. Значительный вертикальный габарит двухкорпусной компоновки уменьшает рабочий угол в вертикальной плоскости.
Задачей, решаемой с помошью полезной модели, является повышение эффективности работы установки для обработки стали в сталеплавильных печах и удобства ее обслуживания.
Технический результат от использовании установки заключается в увеличении объема обрабатываемого пространства печи, уменьшении непроизводительных потерь тепла и экономии электроэнергии в процессе плавки.
Технический результат достигается тем, что в известной установке состоящей из манипулятора, содержащего стойку с шарниром на которой закреплена стрела и механизм ее поворота, и устройств, в которых для в подачи в рабочее пространство печи кислорода, природного газа и порошковых материалов размещены каналы с соплами, а устройства установлены на конце стрелы с возможностью перемещения сопел в вертикальной и горизонтальной плоскости, по предложению, каналы подачи кислорода, природного газа и порошковых материалов размещены в одном водоохлаждаемом корпусе, а сопла выполнены в сопловом блоке соединенным с
корпусом, стрела выполнена телескопической и оборудована механи мом телескопического выдвижения, при этом установка снабжена механизмом согласования выдвижения стрелы и поворота корпуса в горизонтальной плоскости. Объединение в одном водоохлаждаемом корпусе каналов подачи кислорода, природного газа и порошковых материалов, а сопел в сопловом блоке соединенным с корпусом, с единым трубным набором позволяет увеличить надежность конструкции, повысить ее защищенность от теплового воздействия и уменьшить необходимый для ее охлаждения расход воды за счет уменьшения поверхности нагрева. Манипулятор, ходящий в состав установки позволяет сканировать ванну потоками кислорода, порошковых материалов и факелом горелки, равномерно распределяя энергию воздействия по печному пространству.
На фиг. 1 показана фотография внешнего вида установки, на фиг. 2 показан торец соплового блока.
Установка состоит из: манипулятора, имеющего стойку с шарниром (1), на которой расположена телескопическая стрела (2), приводимая в движение гидроцилиндром (3), на конце стрелы (2) установлено, с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскости корпус устройства (4). Каналы, для подачи кислорода, природного газа и порошковых материалов в пространство электропечи соединенные гибкими трубопроводами (5), присоединяются к водоохлаждаемому медному сопловому блоку (6), содержащему сопла для подачи кислорода (7) и природного газа (8), под ними сопло для подачи порошковых материалов (9) и сопла для подачи продувочного кислорода (10). Поворотная стрела (2) оборудована механизмом телескопического выдвижения (11) и механизмом (12) согласования выдвижения стрелы и поворота корпуса в горизонтальной плоскости, который обеспечивает перемещение корпуса устройства (4) внутри печи для равномерного распределения энергии воздействия по печному пространству.
Устройство работает следующим образом: газокислородный факел из сопел (7,8) нагревает и плавит металл в районе рабочего окна, а затем во всех зонах, недоступных воздействию электрической дуги. При этом в период нагрева факел имеет на оси локально-восстановительный потенциал, который плавно изменяется до окислительного к периоду резки металла. Угольная пыль через сопло (9) вдувается высокоскоростным потоком воздуха (азота) во все зоны печи. Продувочные сопла (10) обеспечивают различные режимы истечения струй кислорода. Применение механизмов (11 и 12) позволяет увеличить объем обрабатываемого пространства
печи, уменьшить непроизводительные потери тепла и осуществить экономию электроэнергии в процессе плавки.
Применение устройства за счет более эффективного использования используемых энергоносителей и порошковых материалов, равномерного распределения их воздействия по печному пространству, уменьшения теплопотерь и веса установки позволяет снизить потребность в электроэнергии на плавку до 15%, повысить производительность печи до 10% и снизить эксплуатационные расходы до 5$ США на тонну выплавляемой стали. П.ф. 1, фиг. 2.