PL231263B1 - Zespół chłodzenia dolnego pancerza pieca elektrycznego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół chłodzenia dolnego pancerza pieca elektrycznego do stosowania w hutnictwie do wytwarzania żelazostopów.

Znane są elektryczne piece łukowe stosowane do wytwarzania stali, które mają postać kadzi o cylindrycznej obudowie z wypukłym ku dołowi dnie, a od góry z wypukłą ku górze pokrywą i zamocowanymi w niej elektrodami. Wewnętrzne ścianki kadzi wyłożone są warstwą ogniotrwałą o większej lub mniejszej grubości z uwagi na bardzo duże obciążenia termiczne podczas prowadzonego procesu wytopu. Piece elektryczne łukowe, trójfazowe charakteryzuje nierównomierny rozkład temperatury na przekroju pieca. Występowanie stref zimnych i gorących stwarza problemy technologiczne, bezpieczeństwa obsługi pieca i samego pieca. W strefach tak zwanych zimnych złom zalega do końca procesu i powoduje niekontrolowane gwałtowne osunięcia złomu, wyrzuty gazów i żużla z pieca. Dla przeciwdziałania tym zjawiskom, w strefy zimne zabudowuje się palniki gazowo tlenowe, przez co tworzy się nowe strefy gorące. Z kolei strefy gorące pieca, na skutek odbijania się strumieni ognia od ściany złomu, powodują nadmierne zużycie wymurówki ceramicznej kadzi zwłaszcza w strefach podpalnikowych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL69384 łukowy elektryczny piec redukcyjny do wytwarzania żelazostopów, zawierający kadź, posiadający metalowy pancerz, wymurówkę z cegły ogniotrwałej oraz metalowy płaszcz zewnętrzny. Pomiędzy płaszczem zewnętrznym otaczającym piec współśrodkowo a pancerzem pieca znajduje się przestrzeń, do której doprowadzone jest powietrze za pomocą zespołu wentylatorów i kanału umieszczonego pod dnem pieca.

Znane jest z polskiego opisu patentowego PL113069 rozwiązanie dotyczące chłodzenia obudowy pieca łukowego, gdzie cylindryczna obudowa pieca wyposażona jest w elementy chłodzące w postaci segmentów rurowych, które przymocowane są do nośnego pancerza stalowego poprzez elementy odstępowe, a następnie zatopione są w ognioodpornej wykładzinie. Ze względu na korzystny spadek gradientu temperatury wykładzina jest grubsze od strony wnętrza pieca niż od strony pancerza.

Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego US 2016116214 wielowarstwowy panel chłodzący do elektrycznego pieca łukowego obejmujący pierwszą warstwę zbudowaną z jednej lub kilku rur chłodzących połączonych rozłącznie do co najmniej jednej płyty ogniotrwałej, o kształcie prostokąta lub innego wielokąta, wykonanej na bazie MgO materiału ceramicznego. Panel może zawierać trzecią warstwę rur chłodzących, umieszczoną w pewnej odległości od pierwszej warstwy, z warstwą płyt ogniotrwałych między nimi. Panele chłodzące są usytuowane wzdłuż górnej części pieca elektrycznego, nad górnym końcem trzonu pieca z ogniotrwałych cegieł.

Celem rozwiązania jest opracowanie takiego zespołu chłodzenia dolnego pancerza pieca elektrycznego, który wyrównałby temperaturę na przekroju pieca i zabezpieczałby piec przed niekontrolowanym wyciekiem ciekłego metalu na zewnątrz pieca.

Istota zespołu chłodzenia dolnego pancerza pieca elektrycznego obejmującego obudowę pieca złożoną ze stalowego nośnego pancerza i ognioodpornej wykładziny, zaopatrzoną w płytowe elementy chłodzące z meandrującymi kanałami przepływowymi zaopatrzonymi we wlot i wylot czynnika chłodzącego, polega na tym, że płytowe elementy chłodzące mają profil łukowaty o promieniu R odpowiadającym promieniowi stalowego nośnego pancerza, płytowe elementy chłodzące są rozłącznie zamocowane do zewnętrznej powierzchni stalowego nośnego pancerza obudowy pieca, poniżej poziomu usytuowania palników gazowo-tlenowych. Pomiędzy płytowymi elementami chłodzącymi a zewnętrzną powierzchnią stalowego nośnego pancerza znajduje się warstwa termoprzewodząca.

Korzystnie, gdy płytowy element chłodzący stanowi płyta miedziana z umieszczonym wewnątrz kanałem przepływowym.

Zespół chłodzenia według wynalazku charakteryzuje się prostą i trwałą konstrukcją, która umożliwia bezpieczną obsługę pieca podczas przebiegu procesu wytwarzania żelazostopów. Umieszczenie płytowych elementów chłodzących na zewnętrznej stronie obudowy pieca zabezpiecza przed zagrożeniem wybuchu w piecu, uszkodzeniem wymurówki i przepaleniem pancerza w przypadku awarii chłodnicy i wycieku wody.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie fragment pieca elektrycznego z płytowym elementem chłodzącym w przekroju podłużnym, fig. 2 - płytowy element chłodzący od strony mocowania do nośnego pancerza pieca w przekroju podłużnym, a fig. 3 - płytowy element chłodzący (patrząc od góry) zamocowany do nośnego pancerza w przekroju poprzecznym - fragment.

PL 231 263 B1

Elektryczny piec do wytwarzania żelazostopów posiada cylindryczną konstrukcję obudowy 1, której dolna część z wypukłym ku dołowi dnem stanowi trzon pieca 2, a u góry ma pokrywę 3 z centralnie zamocowanymi elektrodami (nie pokazanymi). W obudowie pieca 1, powyżej jego trzonu 2, w tak zwanych „strefach zimnych” zamocowane są palniki gazowo-tlenowe 4. Trzon pieca 2 ma od strony zewnętrznej stalowy nośny pancerz 5, a od wewnątrz wyłożony jest ognioodporną wykładziną 6. Górna część trzonu pieca 2 ma rozmieszczone na obwodzie od strony zewnętrznej, płytowe elementy chłodzące 7, które zamocowane są rozłącznie śrubami 8 do stalowego nośnego pancerza 5 poprzez ściśle przylegającą do ich czołowych powierzchni mocujących warstwę termoprzewodzącą 9. Płytowe elementy chłodzące 7 mają profil łukowaty o promieniu R odpowiadającym promieniowi stalowego nośnego pancerza.

Płytowy element chłodzący 7 stanowi płyta miedziana 10 z umieszczonym wewnątrz kanałem przepływowym 11 z wlotem 12 i wylotem 13 dla czynnika chłodzącego.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół chłodzenia dolnego pancerza pieca elektrycznego obejmujący obudowę pieca złożoną ze stalowego nośnego pancerza i ognioodpornej wykładziny, zaopatrzoną w płytowe elementy chłodzące z meandrującymi kanałami przepływowymi zaopatrzonymi we wlot i wylot czynnika chłodzącego, znamienny tym, że płytowe elementy chłodzące /7/ mają profil łukowaty o promieniu R odpowiadającym promieniowi stalowego nośnego pancerza /5/, płytowe elementy chłodzące /7/ są rozłącznie zamocowane do zewnętrznej powierzchni stalowego nośnego pancerza /5/ obudowy pieca /1/, poniżej poziomu usytuowania palników gazowo-tlenowych /4/, przy czym pomiędzy płytowymi elementami chłodzącymi /7/ a zewnętrzną powierzchnią stalowego nośnego pancerza /5/ znajduje się warstwa termoprzewodząca /9/.
2. 2. Zespół chłodzenia według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że płytowy element chłodzący stanowi płyta miedziana /10/ z umieszczonym wewnątrz kanałem przepływowym /11/.