CS9100257A2 - Metallurgical vessel with at least one electrode - Google Patents

Description

/V 7/

Hutnická nádoba s nejméně jednou elektrodou) prochá-aej í-gí{ctěnou^

Vynález se týká hutnické nádoby pro lázeň kovové taveniny,s nejméně jednou elektrodou, procházející dnem této nádoby.

Takové nádoby, např. stejnosměrné obloukové pece k tavení oce-li, mají kovové těleso a vnitřní výstelku z žáruvzdorného mate-riálu. Nejméně jedna elektroda, nazývaná nístějovou elektrodou,prochází dnem tělesa a žáruvzdornou výstelkou a je v roviněs vnitřní plochou výstelky tak, že je v elektrickém kontaktus lázní taveniny, obsaženou v nádobě při provozu.

Tato elektroda, připojená ke koncovce zdroje proudu, jeobvykle upevněna k tělesu mechanicky upevňovacím ústrojím, ne-soucím elektrodu a upevněným na tělese, např. šrouby. Aby se za-bránilo tomu, že těleso dosáhne potenciálu elektrody, jsou mezitělesem a upevňovacím ústrojím, které je v elektrickém kontaktus elektrodou, umístěny izolační členy. Při provozu stejnosměrných obloukových pecí s nístějovouelektrodou pro tavení kovového šrobu a výrobu oceli bylo možnopozorovat poruchy v elektrické izolaci, které jsou příčinou pře-skoků mezi nístějovou elektrodou nebo jejími upevňovacími orgá-ny a kovovým tělesem, a které způsobují zastavení výroby, což vy-žaduje obnovení charakteristik elektrické izolace a tato obnovaobvykle znamená vyjmutí upevňovacího ústrojí, aby se mohl namon-tovat nový izolátor. Cílem vynálezu je zejména vyřešení těchto problémů a za-bránění elektrických přeskoků nebo alespoň podstatné sníženíjejich, frekvence.

Se zřetelem na tento cíl je předmětem vynálezu hutnickánádoba, např. stejnosměrná oblouková pec, jež sestává z kovo-vého tělesa, vystlaného uvnitř žáruvzdorným materiálem, a nej-méně jedné elektrody, procházející dnem nádoby a spojené s kon-covkou zdroje elektrického proudu, přičemž elektroda je připev-něna ke kovovému tělesu mechanickými upevňovacími orgány a izo-lována elektricky od tělesa.

Podle vynálezu se tato nádoba vyznačuje tím, že má těsnoustěnu, obklopující upevňovací pásmo elektrody, směřující dovnitřtělesa a spojenou s tímto tělesem těsně, přičemž tato stěnatvoří zádržný orgán, který brání kapalině tekoucí po vnitřníplose tělesa ve styku s upevňovacími orgány elektrody a nebos elektrodou samotnou.

Bylo totiž zjištěno, že u dosud používaných zařízení jsouproblémy elektrických přeskoků způsobeny zejména tečením roz-tavených těžkých kovů, např. olova, po této ploše, kteréžto ko-vy, přicházejíce do styku s upevňovacími orgány elektrody, po-škozují její elektrickou izolaci. Přesněji řečeno olovo, obsa-žené ve vsázce kovového šrotu, zavedené do pece, se během provo-zu taví. Hustota olova a jeho vazkost při vysokých teplotách,převládajících v komoře pece, jsou takové, že roztavené olovomůže procházet žáruvzdornou výstelkou pece. 3

Poměrně nízký bod tavení olova znamená, že i když přichá-zí do styku s kovovou stěnou tělesa, zůstane tekuté a teče povnitřní plose tělesa k jeho nejnižšímu bodu. Může takto přijítdo styku s upevňovacími orgány elektrod a porušit elektrickouizolaci elektrod tím, že buS přijde do styku s kovovými částmitěchto upevňovacích orgánů nebo dokonce infiltruje do elektric-kého izolátoru, čímž jej poškodí nebo sníží jeho izolační schop-nosti .

Nadto upevňovací orgány elektrody, ježto se zpravidla chla-dí, mají teplotu nižší než je teplota tuhnutí olova a když roz-tavené olovo přijde do styku s nimi, tuhne a vytváří, permanentníelektrické spojení mezi elektrodou a tělesem.

Jak je již zřejmé, vynález umožňuje zabránit, aby roztavenéolovo tekoucí po vnitřní ploše tělesa dosáhlo upevňovacích orgá-nů elektrody nebo elektrod a tím porušilo jejich elektrickouizolaci.

Podle zvláštního uspořádání vynálezu zádrŽný orgán, zabra-ňující styku kapaliny, tekoucí uvnitř tělesa, s upevňovacími or-gány elektrody, obsahuje těsnou stenu, obklopující upevňovacípásmo elektrody, směřující dovnitř skříně a spojenou s elektro-dou těsně, přičemž jsou uspořádány výpustné orgány ke shromaž-Sování a vypouštění kapaliny z tělesa.

Tyto výpustné orgány mají s výhodou nejméně jeden otvor, procházející tělesem a umístěný na obvodu těsné stěny, tvořící zádržný orgán. 4 V důsledku tohoto uspořádání roztavené olovo tekoucí povnitřní plose skříně, se sbírá v nejnižším bodě tělesa vně stě-ny, obklopující elektrodu a nemůže tedy dosáhnout k upevňovacímorgánům elektrody. Otvor v tělese umožňuje vypouštění roztave-ného olova, které teče otvorem a sbírá se v kolektoru. Taktose zabrání hromadění roztaveného olova kolem zádržné stenya nebezpečí jeho tečení přes vršek této stěny.

Kromě toho tato stěna, spojená s tělesem, má teplotu, sta-čí zabránit tuhnutí olova, jež je ve styku se stěnou, a tudížuzavření výpustného otvoru. Zádrzná stěna muže být tvořena prostě okrajem vložené malédesky, upevněné na vnitřku skříně a mající na obvodu tloustku,dostatečnou k vytvoření zádržného orgánu roztaveného olova. V tomto případě je elektroda upevněna na této vložené malé des-ce na straně směřující ven z pece a je elektricky od ní izolo-vána.

Horní plocha této vložené malé desky, jíž elektroda prochá-zí bez dotyku, se s výhodou sklání směrem k obvodu. Tato úpra-va umožňuje sbírat roztavené olovo, procházející žáruvzdornouhmotou nad vloženou deskou, a věsti je do zádržného orgánu, tvo-řeného jejím obvodem.

Další význaky a výhody jsou patrny z popisu příkladnéhoprovedení vynálezu jako stejnosměrné obloukové pece pro taveníželezných materiálů a výrobu tekuté oceli.

Na výkresech značí obr. 1 schematický řez obloukové pece, opatřené nístějovou elektrodou, podle známého stavu techniky, obr. 2 je podrobnost upevňovacího pásma nístějové elektrody 5 této pece a obr. 3 je pohled na provedení podle vynálezu.

Pec, znázorněná na obr. 1, má kovové těleso 1, opatřenézevnitř výstelkou 2 žáruvzdorného materiálu. Dnem pece prochá-zí nístějová elektroda 3, která je v rovině s vnitřní plochoužáruvzdorné výstelky tak, že je ve styku s lázní tekutého kovu4, vytvořenou tavením kovového šrotu, předtím vsazeného do pe-ce. Nístějová elektroda 2 spojena spojovacím členem 2 kekoncovce zdroje /neznázorněného/ elektrického proudu, přičemždruhá koncovka tohoto zdroje je spojena s alespoň jednou střesní elektrodou 6_. Takové uspořádání je v oboru stejnosměrnýchobloukových pecí dobře známo.

Známé uspořádání upevnění nístějové elektrody v peci, po-psané zejména v dokumentu FR 2566984, je znázorněno na obr. 2.Upevňovací ústrojí 18 nístějové elektrody 2 obsahuje vodícípouzdro 7, obklopující chlazenou vsuvku 8, nesoucí elektrodu 2Vsuvka 8 je držena na pouzdru 7 táhly, znázorněnými pomocí je-jich os 9. Vodící pouzdro 2 se rovněž chladí vnitřním oběhemchladicí kapaliny, např. vody, v kanálech 10.

Vodící pouzdro 7 je vcelku s přírubou 11, např. svařením,připevněnou k tělesu 1 na jeho vnější straně šrouby 12, kteréžto uspořádání má umožnit snadná uvolnění celého upevňovacíhoústrojí elektrody. K zajištění elektrické izolace tělesa vzhledem k nístějo-vé elektrodě a jejímu upevňovacímu ústrojí je mezi přírubu 11a těleso 1 vložena deska 14 z izolačního materiálu a izolačnípodložky a pouzdra 13 izolují elektricky šrouby 12 od příruby11. 6

Elektrické přeskoky a poruchy, zmíněné na začátku popisu,vznikají zejména u pecí, opatřených ústrojími k upevnění nístě-jové elektrody výše popsaného nebo podobného druhu. j

Kovový šrot, který tvoří vsázku zaváděnou do pece a tave-nou při jejím provozu, muže totiž obsahovat olovo. Pro svou hus-totu a tekutost při vysokých teplotách roztavené olovo infiltru-je žáruvzdornou výstelku 2 ve směru šipek 15 a když přijde dostyku s tělesem 1, teče po jeho vnitřní ploše k jeho nejnižšímubodu. V důsledku toho se shromažďuje blízko nístějové elektrody_3 ve směru šipek 16 v obr. 2, kde ničí elektrickou izolaci tím,ze dovoluje průchod proudu mezi upevňovacím ústrojím elektrodya tělesem. Kromě toho, protože je v pásmu, které je chladnějšív důsledku blízkosti elektrody a jejího pouzdra, které se chla-dí, může olovo tuhnout a hromadit se v tomto pásmu, což způso-buje vznik stabilního elektrického spoje.

Po tomto vysvětlení nevýhod známých pecí bude popsáno podleobr. 3 výhodné provedení vynálezu, které umožňuje vyřešit tytoproblémy. K tomu účelu pec obsahuje kolem nístějové elektrody 2 pru- rběžnou těsnou stenu 20, která směřuje nahoru od tělesa 1, k ně-

— V muž je přivalena. U znázorněného příkladu je tato stěna 20 v cel-ku s vloženou malou deskou 21, která vyčnívá nad dno tělesa.Upevňovací příruba 22 elektrody je připevněna k této vložené ma-lé desce podobným způsobem jako přímý spoj na tělese, použitýu známých pecí, pomocí šroubů 12, s elektrickým izolátorem 23, 7 vloženým mezi šrouby _12 a vloženou malou desku 21 na jedné stra-ně a přírubu 22 na druhé straně.

Tok tekutého olova po dně tělesa _1 k elektrodě 3 je taktozamezen zádržným orgánem, tvořeným stěnou 20, a kromě toho olo-vo, které infiltruje žáruvzdornou hmotou, umístěnou nad vlože-nou malou deskou 21, je touto deskou sbíráno a vedeno k nejniž-šímu bodu 25 tělesa kolem stěny 20. Veškeré olovo sebrané v tom-to nízkém místě, muže vytékat z tělesa otvory 26, provedenýmik tomuto účelu v kovovém tělese 1 na obvodu stěny 20.

Zvláštní výhodou úpravy pece podle vynálezu je to, že upev-ňovací pásmo elektrody k peci je výše vzhledem k nejnižšímu mís-tu tělesa, což dále snižuje nebezpečí infiltrace olova do toho-to pásma i když pec se sklopí k odstranění strusky nebo lití roztaveného kovu.

Další výhodou je, že nejnižsí bod pro shromažďování olovaje v odstupu od studeného pásma blízko elektrody a jejího nosi-če, což umožňuje udržet teplotu tohoto bodu nad teplotou tuhnu-tí olova a tak zabránit tuhnutí olova uvnitř tělesa.

Vynález není omezen na popsané příkladné uspořádání.

Tak je zejména možno ke zlepšení elektrické izolace vložitelektrický izolační člen bu3 mezi malou desku 21 a stěnu 20,jestliže jsou oddělené, nebo mezi stěnu 20 a těleso ,1, nebo stě-na 20 sama může být vyrobena z izolačního materiálu, přičemž pakmontáž těchto členů na tělese je provedena tak, aby se zachova-la jejich těsnost a žádané elektrické izolace. 8

Malá vložená deska 2_1 může také spočívat přímo na dne tě-lesa a její tlousňka je pak taková, že okraj této malé deskyje dostatečně vysoko, aby vytvořil zádržný orgán pro olovo.

Vynález byl výše popsán v souvislosti se stejnosměrnou ob-loukovou pecí s jedinou nístějovou elektrodou. Může se však po-užít na hutnické nádoby s několika elektrodami. V tomto případěbuM zádržná stěna obklopuje všechny elektrody nebo každá elek-troda je obklopena samostatnou zádržnou stěnou, takže pak jemožno provést výpustný otvor nebo otvory pouze v nejnižsím bo-dě tělesa.

Upevňovací a elektrické izolační členy elektrod popsanévýše se rovněž mohou obměnit nebo nahradit rovnocennými techno-logickými úpravami. v

Claims (7)

1. zv 57 - 9 -

   PATENTOVÉ y hjčdt*ΰij <?/aíc-iiHutnická nádoba/''iiapř. stejnosměrná oblouková pec, obsahují- cí kovové těleso s výstelkou z žáruvzdorného materiálu a nej-méně jednu elektrodu, procházející dnem nádoby a spojenous koncovkou elektrického zdroje, přičemž elektroda je při-pevněna ke kovovému tělesu mechanickými upevňovacími členya je elektricky izolována od tohoto tělesa, vyznačená tím,že obsahuje zádržný člen /20/, který zabraňuje kapalině te-koucí po vnitřní ploše tělesa ve styku s upevňovacími členyelektrody.
2. 2. Nádoba podle nároku 1, vyznačená tím, že zádržný člen jetěsná stěna /20/, obklopující upevňovací pásmo elektrody s směřující do vnitřku tělesa a spojená s ním těsně, přičemžje uspořádán výpustný člen ke shromažďování a vypouštění ka-paliny z tělesa.
3. 3. Nádoba podle nároku 2, vyznačená tím, že výpustný člen má nej-méně jeden otvor /26/, procházející tělesem /1/ a umístěný na obvodu zádržné stěny /20/.
4. 4. Nádoba podle nároku 2, vyznačená tím, že stěna /20/ nese vlo-ženou malou desku /21/, která je vyvýšena nad dno tělesa /1/a k níž je upevněna příruba /22/, nesoucí elektrodu.
5. 5. Nádoba podle nároku 4, vyznačená tím, že horní plocha /24/vložené malé desky /21/ je skloněna k jejímu obvodu.
6. 6. Nádoba podle nároku 4, vyznačená tím, že vložená malá deska/21/ je izolována elektricky od tělesa /1/. 10
7. 7. Hutnická nádoba, např. stejnosměrná oblouková pec, obsahují-cí kovové těleso s výstelkou z žáruvzdorné hmoty na vnitřnístraně a nejméně jednu elektrodu, procházející dnem nádobya spojenou s koncovkou zdroje elektrického proudu, přičemželektroda je připevněna ke kovovému tělesu mechanickými upev-ňovacími členy a izolována elektricky od tělesa, vyznačenátím, že obsahuje těsnou stěnu /zO/, obklopující upevňovacípásmo elektrody, směřující dovnitř rělesa a spojenou těsněs tělesem.