ГАЗООТВОД ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ
GAS OUTLET OF ELECTRIC ARC FURNACE

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в конструкциях газоотводящего тракта электродуговой печи.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является выбранный в качестве прототипа газоотвод электродуговой печи, содержащий камеру дожигания, камеру пылеосаждения и охлаждаемый газоход. С камерой дожигания соединен приемный патрубок, оборудованный передвижной муфтой с приводом перемещения для его соединения с заданным зазором со сводовым патрубком электродуговой печи. Охлаждаемая камера пылеосаждения расположена под камерой дожигания и оборудована водоохлаждаемыми воротами, благодаря которым обеспечивается доступ в камеру пылеоосаждения для периодического механизированного удаления из нее накопившихся в камере пыли и шлака. За камерой пылеосаждения расположен водоохлаждаемый газоход (Швец М.Н., Сталинский Д.В., Пирогов А.Ю. Улавливание и очистка пылегазовыделений электросталеплавильных печей // Сталь. - 2006. - №12. - С.72-74).
У объекта, заявляемого как изобретение, и прототипа совпадают такие существенные признаки. Оба устройства содержат камеру дожигания, камеру пылеосаждения, охлаждаемый газоход и приемный патрубок, соединенный с камерой дожигания и оборудованный передвижной приводной муфтой для соединения с заданным зазором со сводовым патрубком электродуговой печи.
Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата препятствуют следующие причины.
Эксплуатация конструкции газоотвода электродуговой печи в прототипе характеризуется высокой трудоемкостью во время очистки приемного патрубка, который соединяет камеру дожигания со сводовым патрубком электродуговой печи. Это обусловливается тем, что шлакометаллические выносы из печи остаются на охлаждаемой поверхности в горизонтальном газоходе приемного патрубка в виде пласта шлакометаллических отложений толщиной 6-8 мм за каждую плавку, а их удаление после завершения работы печи осуществляется вручную, обуславливая повышение трудоемкости процесса удаления.
В основу заявляемого изобретения поставлена задача создать такой газоотвод электродуговой печи, в котором усовершенствования путем изменения взаимного расположения элементов и соотношения их параметров позволяет при использовании изобретения обеспечить достижение технического результата, состоящего в снижении трудоемкости очистки приемного патрубка, соединяющего камеру дожигания со сводовым патрубком электродуговой печи.
Газоотвод электродуговой печи, заявляемый как изобретение, содержит камеру дожигания, камеру пылеосаждения, охлаждаемый газоход и приемный патрубок, соединенный с камерой дожигания и оборудованный передвижной приводной муфтой для соединения с заданным зазором со сводовым патрубком электродуговой печи. При этом приемный патрубок установлен с наклоном к горизонтали 40-50° в сторону соединения со сводовым патрубком электродуговой печи. Причем приемный патрубок выполнен с площадью поперечного сечения, которая в 1,02-1,12 раза превышает площадь поперечного сечения сводового патрубка электродуговой печи.
При использовании изобретения обеспечивается достижение технического результата, состоящего в снижении трудоемкости очистки приемного патрубка, соединяющего камеру дожигания со сводовым патрубком электродуговой печи.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Расположение приемного патрубка с наклоном к горизонтали 40-50° в сторону соединения со сводовым патрубком электродуговой печи обеспечивает свободное соскальзывание после каждой плавки застывших шлакометаллических отложений толщиной 6-8 мм с охлаждаемой поверхности приемного патрубка и их свободное удаление через технологический зазор между передвижной приводной муфтой и сводовым патрубком электродуговой печи. Этот технологический зазор между передвижной приводной муфтой и сводовым патрубком электродуговой печи в процессе работы печи составляет 40-100 мм, а после окончания работы электродуговой печи - около 250 мм.
Выполнение приемного патрубка с площадью поперечного сечения, превышающей в 1,02-1,12 раза площадь поперечного сечения сводового патрубка электродуговой печи, обеспечивает гарантированный прием всего объема газов, которые выходят из сводового патрубка, с учетом накопления в приемном патрубке всех шлакометаллических отложений за одну плавку.
Расположение приемного патрубка с наклоном в сторону соединения со сводовым патрубком электродуговой печи менее 40° нецелесообразно, так как такой угол будет меньшим, чем угол естественного откоса, и не будет гарантировать свободное соскальзывание шлакометаллических отложений по наклонной поверхности приемного патрубка.
Расположение приемного патрубка с углом наклона в сторону соединения со сводовым патрубком электродуговой печи большим 50° нецелесообразно, так как увеличится высота камеры дожигания, а соответственно ее металлоемкость и затраты воды на охлаждение этой камеры.
Выполнение приемного патрубка с площадью поперечного сечения, превышающей площадь поперечного сечения сводового патрубка электродуговой печи менее чем в 1,02 раза, нецелесообразно в с связи с тем, что при этом не обеспечивается гарантированный прием всего объема газов из сводового патрубка печи с учетом накопления в приемном патрубке значительного количества шлакометаллических отложений.
Выполнение приемного патрубка с площадью поперечного сечения, превышающей более чем в 1,12 раза площадь поперечного сечения сводового патрубка электродуговой печи, нецелесообразно, так как при этом неоправданно увеличивается его металлоемкость и затраты воды на охлаждение. Кроме того, при увеличении сечения приемного патрубка снижается скорость газа в нем, что приводит к увеличению количества шлакометаллических отложений на его поверхности.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображен общий вид газоотвода электродуговой печи.
На чертеже проставлены следующие обозначения:
1 - камера дожигания;
2 - камера пылеосаждения;
3 - охлаждаемый газоход;
4 - приемный патрубок;
5 - передвижная приводная муфта;
6 - сводовый патрубок;
7 - электродуговая печь;
α - угол наклона приемного патрубка.
В конкретном примере выполнения газоотвод электродуговой печи содержит камеру дожигания 1, камеру пылеосаждения 2 и охлаждаемый газоход 3. С камерой дожигания 1 соединен приемный патрубок 4, оборудованный передвижной приводной муфтой 5 для соединения с заданным зазором со сводовым патрубком 6 электродуговой печи 7. Приемный патрубок 4 установлен с углом наклона к горизонтали 45° в сторону соединения со сводовым патрубком 6 электродуговой печи 7, который в конкретном примере выполнения установлен с таким же углом наклона к горизонтали, как и приемный патрубок 4. При этом приемный патрубок 4 выполнен с площадью поперечного сечения, превышающей в 1,1 раза площадь поперечного сечения сводового патрубка 6 электродуговой печи 7.
Во время плавки электродуговая печь 7 устанавливается в вертикальное положение. Передвижная приводная муфта 5 с помощью привода надвигается в сторону сводового патрубка 6, при этом остается зазор 40-100 мм для обеспечения подсасывания воздуха, который необходим для дожигания монооксида углерода, содержащегося в газах, отходящих от электродуговой печи 7. Печные газы, содержащие частички металла и шлаков в жидком и пластичном состоянии, поступают вместе с воздухом, который засасывается через зазор, в приемный патрубок 4. При этом часть мелких частичек металла и шлаков застывает на охлаждаемой поверхности приемного патрубка 4 в виде корки шлакометаллических отложений толщиной 6-8 мм. Далее из приемного патрубка газовоздушная смесь поступает в камеру дожигания 1, где происходит сжигание монооксида углерода. Из камеры дожигания 1 газы поступают в камеру пылеосаждения 2, где осаждаются частички металла и шлаков и происходит охлаждение газов. Дальнейшее охлаждение газов и их поступление в систему газоочистки (на чертеже не показана) осуществляется по охлаждаемому газоходу 3.
После окончания плавки поступление горячих газов из электродуговой печи 4 через сводовым патрубок 6 прекращается. Передвижная приводная муфта 5 отводится от сводового патрубка 6. В приемный патрубок 4 за счет разрежения, создаваемого системой газоочистки (на чертеже не показана), засасывается холодный воздух. Шлакометаллическая корка за счет охлаждения отсасываемым воздухом и передачи тепла охлаждаемой стенке приемного патрубка 4 очень быстро застывает. При этом шлакометаллическая корка под влиянием термического напряжения сжимается, растрескивается, отделяется от поверхности приемного патрубка 4 и соскальзывает по его наклонной поверхности в сторону сводового патрубка 6. Попадая в зазор между сводовым патрубком 6 и передвижной приводной муфтой 5, шлакометаллическая корка медленно без усилий выводится из приемного патрубка 4. При этом необходимость в ручной очистке приемного патрубка 4 отпадает.