ДУГОВАЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

ДУГОВАЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Предлагаемая полезная модель относится к металлургии и может быть использована при выплавке металла в дуговых печах. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является Дуговая сталеплавильная печь по патенту СССР  1838736 A3 кл, F27B 3/08; С21С 5/52.
Из описания изобретения следует, что дуговая сталеплавильная печь содержит печь с завалочным окном, горелку с системой подвода кислорода и газа, установленную на манипуляторе, содержащем механизмы поворота горелки в горизонтальной плоскости, вертикального ее перемещения и отвода горелки в нейтральное положение. Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности регулировки положения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси сталеплавильной печи, что не позволяет э-ффективно разогревать и расплавлять шихту, находящуюся в непосредственной близости от горелки. При этом создаются условия, при которых не исключена возможность затухания горелки (из-за близкого ее расположения относительно шихты), и возникновения взрывоопасной ситуации. Кроме того недостатком известного технического решения является отсутствие защиты сопел горелок от повреждения при ее нахождении в отведенном состоянии, так как в упомянутом положении сопла горелки направлены в сторону технологического прохода и являются крайней точкой установки.
Задача, на решение которой направлено техническое решение обеспечение возможности регулировки положения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси сталеплавильной печи и защита сопел горелки от повреждения в отведенном положении.
При этом достигается получение такого технического результата как повышение производительности процесса выплавки стали, за счет обеспечения возможности эффективного проплавления слоев шихты, расположенных в непосредственной близости от горелки, а также обеспечивание удобства обслуживания установки, за счет уменьшения габаритов манипулятора с горелкой в отведенном состоянии.
Указанные недостатки исключаются тем, что дуговая сталеплавильная установка, включающая дуговую сталеплавильную печь с завалочным окном, систему питания горелки, горелку с подводом кислорода и газа, установленную на манипуляторе, содержащем механизмы поворота горелки в горизонтальной плоскости, вертикального ее перемещения и отвода горелки в нейтральное положение, снабжена механизмом перемещения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси дуговой печи, смонтированным на манипуляторе, планшайбой, установленной на механизме поворота горелки в горизонтальной плоскости, при этом горелка шарнирно закреплена на планшайбе, а последняя выполнена с возможностью фиксации в исходном и рабочем положениях.
Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с известным техническим решением показывает, что дуговая сталеплавильная установка отличается своим конструктивным выполнением, а именно тем, что снабжена механизмом перемещения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси дуговой печи, смонтированным на манипуляторе, планшайбой, установленной на механизме поворота горелки в горизонтальной плоскости, при этом горелка шарнирно закреплена на планшайбе, а последняя выполнена с возможностью фиксации в исходном и рабочем положениях.
Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями показал, что установки с механизмами перемещения горелки в радиальном направ2
лении и шарнирное закрепление горелки широко известны. Однако их введение в дуговую сталеплавильную установку и взаимосвязь с другими элементами конструкции обеспечивает не только возможность регулировки положения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси сталеплавильной печи и защиту сопел горелки в отведенном состоянии, но также способствует повышению производительности процесса выплавки стали и улучшению удобства обслуживания установки. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение упомянутого технического результата.
Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей.
На фиг.1 - изображен общий вид дуговой сталеплавильной установки,
На фиг.2 - изображен вид сверху дуговой сталеплавильной установки.
На фиг.З - изображен фрагмент фиг.2 (манипулятор с горелкой).
На фиг.4 - изображен вид А фиг.З.
Дуговая сталеплавильная установка включает в себя сталеплавильную печь 1 с завалочным окном 2, систему питания горелки 3, горелку 4 с подводом кислорода 5 и газа 6, установленную на манипуляторе 7. Манипулятор 7 содержит стойку 8, установленную на основании 9, шарнирно закрепленную на стойке 8 балку 10 с фиксатором положений 11. На балке 10 с помощью оси 12 установлен несущий кронштейн 13, на котором шарнирно закреплена (с помощью горизонтальной оси 14) штанга 15. Манипулятор также содержит механизм отвода горелки в нейтральное положение 16, механизм поворота горелки в горизонтальной плоскости 17, механизм вертикального перемещения горелки 18, механизм перемещения горелки в радиальном направлении 19 относительно вертикальной оси дуговой печи 1. НИИ и.
Механизм поворота горелки в горизонтальной плоскости 17 выполнен в виде винтовой передачи 20 установленной на штанге 15 и связанной рычажной системой 21 с планшайбой 22, на которой шарнирно (на оси 23), с возможностью фиксации в исходном и рабочем положениях (при помощи фиксатора 24) установлена горелка 4.
Механизм вертикального перемещения горелки 18 выполнен в виде винтовой передачи 25, установленной на кронштейне и связанной кривошипом 26 со штангой 15. Механизм перемещения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси дуговой печи 19 выполнен в виде винтовой передачи 20, установленной на балке 10 и связанной с несущим кронштейном 13.
Дуговая сталеплавильшая установка работает следующим образом.
В дуговую печь 1 засыпают скрап 28, включают печь, зажигают дуги и производят плавление скрапа. При этом скрап плавится более интенсивно в зоне работы электрических дуг, по периферии печи плавление скрапа идет медленнее. В результате в середине печи скрап проплавляется быстрее и образуется колодец. При этом металл и футеровка в разных зонах печи нагреваются неравномерно, что способствует пережогу металла, перерасходу электроэнергии и снижению стойкости футеровки. Кроме того завалочное окно 2 в течение длительного времени перекрыто скрапом, при этом завалка шихты (добавок и сыпучих материалов) через него затруднена или невозможна
Для выравнивания теплового режима печи и образования дополнительных очагов плавления скрапа, одновременно с работающими электрическими дугами вводят в завалочное окно горелку 4.
Для этого с помощью механизма отвода горелки в нейтральное положение 16, горелку 4 перемещают из нейтрального положения I в рабочее  и закрепляют в этом положении фиксатором 11, после чего подают газ и кислород и зажигают горелку 4.
4
Для более эффективного и производительного расплавления скрапа 28, расположенного непосредственно вблизи горелки 4, ее расстояние до вышеуказанного скрапа 28 плавно регулируют с помощью механизма перемещения горелки в радиальном направлении 19. При этом расстояние до скрапа задают таким, чтобы его расплавление проходило более эффективно и поддерживают его (или изменяют) по мере необходимости в течение всего технологического процесса.
Для проплавления слоев скрапа, расположенных выше или ниже уровня завалочного окна, горелку 4 перемещают в вертикальной плоскости при помощи механизма вертикального перемещения горелки 18,
Для проплавления слоев скрапа, расположенных левее или правее оси завалочного окна 2, горелку 4 направляют в нужную сторону при помощи механизма поворота горелки в горизонтальной плоскости 17.
Таким образом, манипулируя горелкой, ее пламя направляют в требуемую зону сталеплавильной печи 1, при этом регулируя расстояние от горелки до скрапа добиваются более эффективного и производительного проплавления скрапа. При этом в первую очередь проплавляется скрап в зоне завалочного окна 2, что дает возможность беспрепятственно и в требуемое время производить загрузку шихты через завалочное окно.
После окончания технологического процесса плавки или перед завалкой, шихты через завалочное окно 2, манипулятор 7 с горелкой 4 отводят в нейтральное положение. Для этого при помощи системы питания 3 прекращают подачу газа и кислорода к горелке 4.
Затем освобождают фиксатор горелки 24, горелку 4 поворачивают из ее рабочего положения Л1 в нейтральное IV и закрепляют в этом положении фиксатором 24. При этом ось горелки 4 направлена вдоль продольной оси штанги 15, а ее сопло обращено внутрь манипулятора 7 к оси 12.
После этого освобождают фиксатор положения И, манипулятор 7 с горелкой 4 перемещают из рабочего положения  в нейтральное положение I и закрепляют в этом положении фиксатором 11. При этом манипулятор 7 наиболее компактен, занимают минимальный объем, а сопло горелки 4 обращенное внутрь манипулятора 7 (в сторону от технологического прохода), защищено от повреждений конструкцией самого манипулятора.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения для дуговой сталеплавильной установки позволяет обеспечить возможность регулировки положения горелки в радиальном направлении относительно вертикальной оси сталеплавильной печи и защитить сопла горелки от повреждения в отведенном положении.
Следовательно, задача, на решение которой направлено техническое решение, выполняется. При этом достигается получение такого технического результата, как повышение производительности процесса выплавки стали, за счет обеспечения возможности эффективного проплавления слоев шихты, расположенных в непосредственной близости от горелки, а также удобства обслуживания установки, за счет уменьшения габаритов манипулятора в отведенном положении.
Кроме этого использование предлагаемого технического решения позволяет повысить мощность печи, снизить затраты электроэнергии на тонну стали, выровнить тепловой режим для разных зон печи, и повысить стойкость ее футеровки.