УЗЕЛ УПЛОТНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОДЕРЖАТЕЛЯ РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ

Область техники
Полезная модель относится к электрометаллургии и может быть использовано в конструкциях дуговых руднотермических электрических печей для ведения восстановительной плавки металлов и сплавов из руд цветной и черной металлургии.
Уровень техники
Высокотемпературные восстановительные процессы в руднотермических печах с протекают с выделением газообразных продуктов плавки из печи, которые из-под зонта печи удаляются на установки очистки газов. В местах прохода через зонт (крышу зонта) печи электродов и всех конструктивных элементов электрододержателя, возможно выбивание газов в зазоры между зонтом и электрододержателем. Для предотвращения выбивания газов в атмосферу производственного помещения в местах прохода электрододержателя через крышу зонта печи устанавливается узел уплотнения.
Известно устройство для уплотнения электрода руднотермической печи (SU 613530, Н05В 7/12, опубл. 23.06.78), содержащее неподвижную обечайку, охватывающую электрод и укрепленную на нажимном кольце, неподвижную обечайку, установленную коаксиально снаружи подвижной обечайки и связанную с гибким уплотняющим элементом со сводом печи, и расположенный между обечайками уплотняющий узел, при этом устройство снабжено с балками, связанными жестко с неподвижной обечайкой и подвижно через шарниры с каркасом печи. Недостатком этого решения является сложность конструкции, связанная с шарнирными устройствами и наличием уплотняющих материалов между подвижными элементами уплотнения.
Известно уплотнение электрода в своде дуговой печи (SU 743237, Н05В 7/12, опубл. 25.06.80), состоящее из неподвижного цилиндра и сыпучего уплотнителя, заключенного в кольцевой мешок из огнеупорной ткани, один конец которого закреплен к цилиндру, снабженному цилиндрической крышкой с загрузочными люками, жестко закрепленной к неподвижному элементу электрододержателя, кольцевой мешок из огнеупорной ткани, размещенный снаружи неподвижного цилиндра, а его второй конец прикреплен к крышке. Недостатком данного уплотнения является сложность конструкции уплотнения.
Известен узел уплотнения электрода дуговой электропечи (SU 748920, Н05В 7/12, опубл. 15.07.80), охватывающий электрод секционированной телескопической трубой, верхняя секция которой соединена с электрододержателем, а нижняя со сводом, при этом каждая секция выполнена с двойными стенками, в канале между которыми установлены связывающие их ребра жесткости, на торцах каждых сопрягаемых секций выполнены отверстия для соединения каналов соседних секций, канал нижней секции соединен с патрубком для подачи охлаждающего газа, а во внутренней стенке верхней секции выполнены продольные пазы длиной не более половины длины верхней секции. Недостатком данного технического решения является громоздкость и сложность конструкции.
Известен узел для уплотнения электрода в своде дуговой электропечи (SU 752822, Н05В 7/12, опубл. 30.08.80), снабженный кольцевым уплотнителем, выполненным из эластичного водонепроницаемого материала, подвешенного в виде петли внутри U-образной полости и прикрепленным одним концом к торцу цилиндра, а вторым - к внутренней стенке короба, и металлическими грузами, уложенными по периметру внутри петли уплотнителя. Недостатком данной конструкции является недостаточная надежность уплотнения, наличия влаги в элементах уплотнения.
Известно устройство для уплотнения электродных отверстий дуговой электропечи (SU 1066046, Н05В 7/12, опубл. 07.01.84), содержащее установленный на своде корпус, охватывающий электрод с зазором, в котором помещен сыпучий ферромагнитный материал, для устранения просыпи которого при работе печи и перепуске электрода в верхней и нижней частях корпуса помещены шары, выполненные из ферромагнитного материала с диаметром больше максимально возможного зазора между корпусом и электродом. Недостатком данного технического решения является наличие сыпучих материалов и неполное, по плоскости, смыкание шаров, в зазоры между которыми возможно выбивание печных газов в атмосферу производственного участка.
Известно уплотнение электрододержателя в своде закрытой руднотермической электропечи (SU 1657916, F27D 1/00, опубл. 23.01.91), содержащее короб с заполнителем, в который погружен кольцевой нож, охватывающий электрод, а для повышения безопасности работы печи, в качестве заполнителя использована нитрит-нитратная смесь, при этом короб заполнен смесью на 85-90 его рабочего объема. Недостатком данной конструкции является использование в качестве заполнителя затвора нитрит-нитратной смеси, которая при температурах выше 600°С разлагается с выделением загрязняющих веществ в атмосферу производственного помещения.
Известно уплотняющее кольцевое устройство (RU 2473029, F27B 3/10, Н05В 7/12, F16J 15/00, опубл. 20.01.13), соединительное приспособление для соединения между собой соседних сегментов уплотняющего кольцевого устройства содержит две опорные секции, соединенные одна с другой посредством промежуточной мостиковой секции, проходящей по всей длине опорных секций, и при этом опорные секции выполнены, по меньшей мере, частично сужающимися одна относительно другой. Уплотняющее кольцевое устройство содержит, по меньшей мере, два сегмента уплотняющего кольца, выполненные с возможностью их зацепления друг с другом с образованием вокруг электрода уплотняющего кольца, причем каждый из сегментов уплотняющего кольца имеет верхний конец, нижний конец, два боковых конца, внутреннюю поверхность, обращенную к электроду, и противоположную ей внешнюю поверхность. Недостатком данного технического устройства является сложность конструкции.
Известно уплотняющее кольцевое устройство для электродуговой печи (RU 2357384, Н05В 7/12, F27B 3/10, опубл. 27.05.09), соединительное приспособление для соединения между собой соседних сегментов уплотняющего кольцевого устройства содержит две опорные секции, соединенные одна с другой посредством промежуточной мостиковой секции, проходящей по всей длине опорных секций. Уплотняющее кольцевое устройство содержит, по меньшей мере, два сегмента уплотняющего кольца, выполненные с возможностью их зацепления друг с другом с образованием вокруг электрода уплотняющего кольца. Недостатком данной конструкции уплотнения электрода является недостаточная надежность уплотнения и сложность конструкции из-за большого количества подвижных элементов.
Известно уплотнение электрододержателя в своде электропечи, состоящее из герметизирующего кольца, сухого сальникового уплотнения, установленного на помощью металлических конструкций на секциях свода печи (Шевченко В.Ф. Устройство и эксплуатация оборудования ферросплавных заводов, М., Металлургия, 1982, рис. 21, С. 43).
По технической сущности, по наличию общих признаков, данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.
Недостатком данного технического решение является сложность конструкции опорного устройства сальникового уплотнения.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемого технического решения является предотвращение выброса реакционных газов в атмосферу производственных зданий.
Техническим результатом является повышение надежности работы печного оборудования.
Технический результат достигается тем, что в узле уплотнения электрододержателя руднотермической печи, содержащем сухое сальниковое уплотнение, новым является то, что внутри круговой обечайки, расположенной на секциях крыши зонта печи, закреплены воздушная отсечка, обращенная кольцевым зазором к электрододержателю, и сальниковое уплотнение, уложенное на воздушную отсечку и прижатое к ней накладкой.
Заявляемое решение дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата. Так, накладки в сечении имеет треугольную форму; накладка прижимает сальниковое уплотнение к воздушной отсечке с помощью шпилек и гаек; сальниковое уплотнение выполнено из высокотемпературных материалов; обечайка выполнена из листа немагнитной стали.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан узел уплотнения электрододержателя (разрез), на фиг. 2 показан узел уплотнения электрододержателя (план).
Узел уплотнения (фиг. 1, 2) состоит из закрепленной на секциях крыши зонта 2 круговой обечайки 1, выполненной из листа немагнитной стали, внутри круговой обечайки 1 закреплена воздушная отсечка 3 с узким кольцевым зазором, обращенным к электрододержателю 4. На воздушную отсечку 3 укладывается сальниковое уплотнение 5 из высокотемпературных материалов, которое накладкой 6 прижимается с помощью шпилек 7 и гаек 8 к воздушной отсечке 3.
Работа устройства
Узел уплотнения работает следующим образом: в закрепленную на секциях крыши зонта 2 круговую обечайку 1 устанавливают воздушную отсечку 3, в которую под давлением подается воздух, через узкий кольцевой зазор, обращенный к электрододержателю 4, воздух выходит из отсечки 3 и препятствует прохождению печных газов из-под крыши зонта 2 вдоль электрододержателя 4. Уложенное на воздушную отсечку 3 сальниковое уплотнение 5 из высокотемпературных материалов, прижимается накладкой 6 с помощью шпилек 7 и гаек 8. Накладки 6, имеющие в сечении треугольную форму, позволяют прижимать сальниковое уплотнение 5 в вертикальной плоскости к воздушной отсечке 3 и горизонтальной плоскости к электрододержателю 4.
Узел уплотнения устанавливается на секциях крыши зонта печи в месте прохода электрододержателя.
Сравнивая существующие конструкции узлов уплотнения электрододержателей (электродов) печей с предложенным техническим решением, необходимо отметить, что они имеют как общие признаки:
- сухое сальниковое уплотнение;
так и отличие от имеющихся конструктивных решений:
- воздушная отсечка, установленная на секциях крыши зонта;
- сухое сальниковой уплотнение, расположенное над воздушной отсечкой и прижатое треугольной накладкой к воздушной отсечке и к электрододержателю;
- отсутствуют детали, перемещающиеся в пространстве.
Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Данное техническое решение обладает более высокой надежностью, так как воздушная отсечка достаточно надежна в работе, а наличие сальникового уплотнения повышает надежность данного технического решения.
Данная конструкция узла уплотнения электрододержателя не имеет деталей, перемещающихся в пространстве, что делает ее более надежной при эксплуатации на действующей печи.