(12) OPIS PATENTOWY (19)PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19)PL Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/GB92/00602 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego , W092/18818, PCT Gazette nr 27/92 (11) (13)B1 (51) IntCl6 F27D3/15 F27B3/19 C 21C 5/42 Końcówka wylotowa do mechanizmu zaworowego pieca łukowego przechylnego, (54) mechanizm zaworowy pieca łukowego przechylnego i piec łukowy przechylny (30) Pierwszeństwo: (73) Uprawniony z patentu: ,GB, Flogates Limited, Sheffield, GB (43) Zgłoszenie ogłoszono: (72) Twórca wynalazku: BUP 07/94 Peter Marsh, Sheffield, GB (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik: WUP 02/98 Słomińska-Dziubek Anna, POLSERVICE PL (57) 14. Piec łukowy przechylny, zawierający trzon pieca z otworem spustowym i mechanizm zaworowy otworu spustowego, posiadający rurę spustową połączoną z przesuwną zastawką, do której zamocowana jest końcówka wylotowa mająca środkowy otwór, znamienny tym, ze trzon (16) pieca ma powierzchnię spustową (15) nachyloną bezpośrednio do wejścia otworu spustowego (17) pod kątem co najwyżej 20. a środkowy otwór końcówki wylotowej (10) ma poszerzenie (13) usytuowane na co najmniej części jego długości asymetrycznie względem osi środkowego otworu.

2 Końcówka wylotowa do mechanizmu zaworowego pieca łukowego przechylnego, mechanizm zaworowy pieca łukowego przechylnego i piec łukowy przechylny Zastrzeżenia patentowe 1. Końcówka wylotowa do mechanizmu zaworowego pieca łukowego przechylnego, mająca środkowy otwór, znamienna tym, że środkowy otwór ma poszerzenie (13) usytuowane co najmniej na części jego długości asymetrycznie względem jego osi środkowej. 2. Końcówka według zastrz. 1, znamienna tym, że asymetryczne poszerzenie (13) środkowego otworu jest usytuowane w jego kierunku pionowym. 3. Końcówka według zastrz. 2, znamienna tym, że poszerzenie (13) stanowi od 10% do 20% średnicy środkowego otworu. 4. Końcówka według zastrz. 1, znamienna tym, że poszerzenie (13) środkowego otworu jest usytuowane od strony jej wylotowego końca. 5. Końcówka według zastrz. 1, znamienna tym, że długość poszerzenia (13) środkowego otworu wynosi od 38,1 do 63,5 cm. 6. Końcówka według zastrz. 1, znamienna tym, że poszerzenie (13) środkowego otworu jest ukształtowane na całej jej długości. 7. Mechanizm zaworowy pieca łukowego przechylnego, zawierający rurę spustową połączoną z płytą wierzchnią i umieszczoną przylegle do niej przesuwną zastawką z mechanizmem uruchamiającym, przy czym do przesuwnej zastawki jest dołączona końcówka wylotowa mającą środkowy otwór, znamienny tym, że środkowy otwór końcówki wylotowej (10) ma poszerzenie (13) usytuowane co najmniej na części jego długości, asymetrycznie względem osi środkowego otworu końcówki wylotowej (10) oraz względem osi otworu rury spustowej (2). 8. Mechanizm według zastrz. 7, znamienny tym, że asymetryczne poszerzenie (13) środkowego otworu końcówki wylotowej (10) jest usytuowane w kierunku pionowym środkowego otworu. 9. Mechanizm według zastrz. 7, znamienny tym, że poszerzenie (13) stanowi od 10% do 20% średnicy środkowego otworu. 10. Mechanizm według zastrz. 7, znamienny tym, że poszerzenie (13) środkowego otworu jest usytuowane od strony wylotowego końca końcówki wylotowej (10). 11. Mechanizm według zastrz. 10, znamienny tym, że długość poszerzenia (13) środkowego otworu wynosi od 38,1 do 63,5 cm. 12. Mechanizm według zastrz. 7, znamienny tym, że poszerzenie (13) środkowego otworu jest ukształtowane na całej długości końcówki wylotowej (10). 13. Mechanizm według zastrz. 7, znamienny tym, że otwór rury spustowej (2) jest stożkowy, a jego średnica zmniejsza się do końcówki wylotowej (10). 14. Piec łukowy przechylny, zawierający trzon pieca z otworem spustowym i mechanizm zaworowy otworu spustowego, posiadający rurę spustową połączoną z przesuwną zastawką, do której zamocowana jest końcówka wylotowa mająca środkowy otwór, znamienny tym, że trzon (16) pieca ma powierzchnię spustową (15) nachyloną bezpośrednio do wejścia otworu spustowego (17) pod kątem co najwyżej 20, a środkowy otwór końcówki wylotowej (10) ma poszerzenie (13) usytuowane na co najmniej części jego długości asymetrycznie względem osi środkowego otworu. 15. Piec według zastrz. 14, znamienny tym, że trzon (16) pieca ma powierzchnię spustową nachyloną pod kątem co najwyżej Piec według zastrz. 14, znamienny tym, że asymetryczne poszerzenie (13) środkowego otworu końcówki wylotowej (10) jest usytuowane w kierunku pionowym środkowego otworu.

3 Piec według zastrz. 16, znamienny tym, że poszerzenie (13) stanowi od 10% do 20% średnicy środkowego otworu końcówki wylotowej (10). 18. Piec według zastrz. 16, znamienny tym, że poszerzenie (13) środkowego otworu jest usytuowane od strony wylotowej końca końcówki wylotowej (10). 19. Piec według zastrz. 18, znamienny tym, że długość poszerzenia (13) środkowego otworu wynosi od 38,1 do 63,5 cm. 20. Piec według zastrz. 19, znamienny tym, że poszerzenie (13) środkowego otworu jest ukształtowane na całej długości końcówki wylotowej (10). Przedmiotem wynalazku jest końcówka wylotowa do mechanizmu zaworowego pieca łukowego przechylnego, mechanizm zaworowy pieca łukowego przechylnego i piec łukowy przechylny. Przechylne elektryczne piece łukowe są używane do wytwarzania scali, są wyposażone w otwór spustowy, przez który mogą być wkładane lance tlenowe i przez który spuszcza się stopiony metal, kiedy piec jest przechylany na końcu procesu wytopu. Zwykle stopiony metal jest spuszczany do koryta lub rynny spustowej łącznie z pewną ilością żużla, który nieuchronnie dostaje się do strumienia metalu. W celu wyeliminowania problemu zanieczyszczenia wytopu żużlem, zaproponowano ostatnio wyposażenie otworu spustowego w hydraulicznie uruchamiany mechanizm zaworowy z przesuwną zastawką, która odcina strumień metalu na końcu etapu spuszczania i w wyniku tego zapobiega dostawaniu się żużla, który unosi się na powierzchni wytopu, do rynny spustowej. Taka przesuwna zastawka ma dołączoną do niej dyszę ze środkowym otworem. Mechanizm zaworowy otworu spustowego z przesuwną zastawką działa dobrze w praktyce ale, ze względu na wymaganą w niektórych typach pieców dodatkową długość rynny spustowej dla pomieszczenia mechanizmu zaworowego z dyszą, powstają problemy w związku z turbulencją strumienia metalu, która powoduje jego nieciągłość i trudności w jego spuszczaniu. Wysiłki zmierzające do wyeliminowania tego problemu okazały się dotąd nieskuteczne. Końcówka wylotowa do mechanizmu zaworowego pieca łukowego przechylnego, według wynalazku, mająca środkowy otwór, charakteryzuje się tym, że środkowy otwór ma poszerzenie usytuowane co najmniej na części jego długości asymetrycznie względem jego osi środkowej. Korzystnie asymetryczne poszerzenie środkowego otworu jest usytuowane w jego kierunku pionowym. Korzystnie poszerzenie stanowi od 10% do 20% średnicy środkowego otworu. Korzystnie poszerzenie środkowego otworu jest usytuowane od strony jej wylotowego końca. Korzystnie długość poszerzenia poszerzenia środkowego otworu wynosi od 38,1 do 63,5 cm. Korzystnie poszerzenie środkowego otworu jest ukształtowane na całej jej długości. Mechanizm zaworowy pieca łukowego przechylnego, według wynalazku, zawierający rurę spustową połączoną z płytą wierzchnią i umieszczoną przylegle do niej przesuwną zastawką z mechanizmem uruchamiającym, przy czym do przesuwnej zastawki jest dołączona końcówka wylotowa mająca środkowy otwór, charakteryzuje się tym, że środkowy otwór końcówki wylotowej ma poszerzenie usytuowane co najmniej na części jego długości, asymetrycznie względem osi środkowego otworu końcówki wylotowej oraz względem osi otworu rury spustowej. Korzystnie asymetryczne poszerzenie środkowego otworu końcówki wylotowej jest usytuowane w kierunku pionowym środkowego otworu. Korzystnie poszerzenie stanowi od 10% do 20% średnicy środkowego otworu. Korzystnie poszerzenie środkowego otworu jest usytuowane od strony wylotowego końca końcówki wylotowej. Korzystnie długość poszerzenia środkowego otworu wynosi od 38,1 do 63,5 cm. Korzystnie poszerzenie środkowego otworu jest ukształtowane na całej długości końcówki wylotowej.

4 Korzystnie otwór rury spustowej jest stożkowy, a jego średnica zmniejsza się do końcówki wlotowej. Piec łukowy przechylny według wynalazku, zawierający trzon pieca z otwrorern spusto wym i mechanizm zaworowy otworu spustowego, posiadający rurę spustową połączoną z przesuwną zastawką, do której zamocowana jest końcówka wylotowa mająca środkowy otwór, charakteryzuje się tym, że trzon pieca ma powierzchnię spustową nachyloną bezpośrednio do wejścia otworu spustowego pod kątem co najwyżej 20, a środkowy otwór końcówki wylotowej ma poszerzenie usytuowane co najmniej na części jego długości, asymetrycznie względem osi środkowego otworu. Korzystnie końcówka wylotowa jest zamocowana do przesuwnej zastawki. Korzystnie asymetryczne poszerzenie środkowego otworu końcówki wylotowej jest usytuowane w kierunku pionowym środkowego otworu. Korzystnie poszerzenie stanowi od 10% do 20% średnicy środkowego otworu. Korzystnie poszerzenie środkowego otworu jest usytuowane od strony wylotowego końca końcówki wylotowej. Korzystnie długość poszerzenia środkowego otworu wynosi od 38,1 do 63,5 cm. Korzystnie poszerzenie środkowego otworu jest ukształtowane na całej długości końcówki wylotowej. Stosując wynalazek uzyskuje się strumień stopionego metalu o lepszych właściwościach, mniej turbulentny. Zastosowane poszerzenie otworu końcówki wylotowej umożliwia lepsze odgazowanie metalu przy jego spuście. Polepszenie jakości strumienia wytopu jest uzyskiwane także poprzez zastosowanie równomiernie nachylonej powierzchni trzona pieca pod kątem wynoszącym co najwyżej 20 w kierunku otworu spustowego. Stwierdzono, że końcowka wylotowa według wynalazku, zapewnia o wiele bardziej równomierny strumień metalu przy znacznie mniejszym rozpryskiwaniu i turbulencji niż końcówki znane. Znane przechylne elektryczne piece łukowe mające zawory otworu spustowego w postaci przesuwnych zastawek są łatwo przystosowalne do nowej konstrukcji według wynalazku poprzez wyposażenie ich w nowy zespół zastawki. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1przedstawia, w częściowym widoku z boku, znany ze stanu techniki elektryczny, przechylny piec łukowy, mający rynnę spustową połączoną z mechanizmem zaworowym z przesuwną zastawką, fig. 2 - w częściowym widoku z boku, elektryczny przechylny piec łukowy według wynalazku mający mechanizm zaworowy z przesuwną zastawką i dyszę z poszerzeniem, fig. 3 - widok końca końcówki wylotowej z fig. 2, od strony pieca. Jak pokazano na fig. 1, elektryczny przechylny piec łukowy jest wyposażony w rurę spustową 2 o jednakowej średnicy zamocowaną w otworze spustowym i w mechanizm zaworowy 3 zawierający przesuwną zastawkę 9. Trzon pieca ma nachyloną powierzchnię spustową 4 ukształtowaną ze stopniem, prowadzącą do wejścia do otworu spustowego. Piec pokazano jako nachylony, w położeniu przygotowanym do spustu, z otwartym zaworem przesuwnej zastawki 9. W wejściu do rury spustowej 2 od strony pieca jest umieszczona końcówka wlotowa 5, otoczona płytą montażową 6. Do płyty montażowej 6 jest przymocowana nieruchoma płyta wierzchnia 7. Przesuwna zastawka 9 jest połączona z hydraulicznym mechanizmem uruchamiającym 8 zawierającym hydrauliczny cylinder i tłoczysko (nie pokazane), które przemieszczają przesuwną zastawkę 9 w kierunku pionowym pomiędzy jej położeniem otwartym i zamkniętym. Do przesuwnej zastawki 9 jest dołączona końcówka wylotowa 10, mająca stałą średnicę i osłona cieplna 11. W położeniu zamkniętym przesuwna zastawka 9 jest podniesiona, a jej płyta 12 blokuje wejście do końcówki wlotowej 5. Przesuwna zastawka jest podnoszona po opróżnieniu pieca z wymaganej ilości ciekłego metalu lub kiedy w rynnie spustowej jest widoczny żużel piecowy. Przykład wykonania wynalazku jest pokazany na fig. 2, przy czym odnośniki liczbowe mają te same znaczenie co na fig. 1. Można zauważyć, że środkowy otwór końcówki wylotowej 10 ma w kierunku pionowym asymetryczne poszerzenie 13, które jest wykonane n a prawie

5 całej długości otworu końcówki wylotowej 10, poza małą jej częścią początkową 14 przy otworze spustowym. Ponadto trzon pieca ma dłuższą, łagodniejszą, równomiernie nachyloną powierzchnię spustową 15 o kącie nachylenia co najwyżej 20, korzystnie 15, prowadzącą do wejścia rury spustowej. Środkowy otwór rury spustowej 2 jest lekko stożkowy, jego średnica zmniejsza się od wejścia rury spustowej 2 od strony pieca do wyjścia. Kształt poszerzonego asymetrycznie środkowego otworu końcówki wylotowej 10 jest widoczny na fig. 3. Podczas działania, na końcu etapu świeżenia, piec jest przechylany i przesuwna zastawka 9 podtrzymująca końcówkę wylotową 10 jest opuszczana do położenia otwartego. Stopiony metal następnie przepływa przez rurę spustową 2 i przez końcówkę wylotową 10 i jest odbierany, na przykład w kadzi. Znane przechylne elektryczne piece łukowe mające mechanizmy zaworowe otworu spustowego z przesuwnymi zastawkami są łatwo przystosowalne do nowej konstrukcji według wynalazku poprzez wyposażenie ich w nowy zespół zastawki zawierający różne ogniotrwałe elementy obejmujące ogniotrwałą końcówkę wylotową według wynalazku, zamocowaną płytę, płytę przesuwną i końcówkę wlotową. Wynalazek może być zastosowany do szerokiego zakresu procesów świeżenia metali, ale jest szczególnie przydatny przy wytwarzaniu stopów wysokowęglowych i stali nierdzewnej wymagających ściśle określonych składów i wysokiej czystości. Wynalazek jest zwłaszcza przeznaczony do przechylnego elektrycznego pieca łukowego i dlatego został dokładniej opisany w odniesieniu do niego. Zrozumiałe jest jednak, że zasada asymetrycznego poszerzenia otworu może być zastosowana do samej rury spustowej, do końcówki wylotowej lub zarówno do rury spustowej jak i do końcówki wylotowej. Zwykle łatwej i wygodniej jest kształtować asymetryczne poszerzenie otworu jedynie w otworze końcówki wylotowej. Końcówka wylotowa może być przytwierdzona nieruchomo do pieca lub konwertora, ale korzystnie jest zamocowana do przesuwnej zastawki mechanizmu zaworowego typu wcześniej opisanego. Powiększenie otworu końcówki wylotowej jest asymetryczne względem osi środkowej otworu i jest zwykle, chociaż niekonieczne wyłącznie, poszerzeniem w kierunku pionowym wysokości otworu. Inne kierunki poszerzenia mogą także być możliwe i wynalazek także obejmuje możliwość więcej niż jednego takiego asymetrycznego poszerzenia w różnych, i możliwie przeciwległych, kierunkach od osi środkowej. Jednakże korzystnie wysokość środkowego otworu końcówki wylotowej jest większa niż szerokość i na przykład otwór może być owalny, eliptyczny lub mieć inny dogodny niekołowy kształt w przekroju poprzecznym. Korzystnie poszerzenie końcówki wylotowej jest osiągane przez proste zwiększenie wysokości otworu o korzystnie 10 do 20%. Asymetryczne poszerzenie otworu może być usytuowane tylko na krótkim odcinku, ale korzystnie jest usytuowane na prawie całej długości końcówki wylotowej. Korzystnie asymetryczne poszerzenie otworu rozciąga się od wyjściowego końca końcówki wylotowej w kierunku pieca, a szczególnie korzystnie rozciąga się na całej długości końcówki wylotowej, poza małą częścią wprowadzającą przy końcu sąsiadującym z piecem. Na przykład, jeżeli otwór ma powiedzmy 15 cm średnicy, odpowiedni wzrost wysokości wynosi około 2,5 cm, dając w przybliżeniu owalny przekrój poprzeczny. Długość otworu, który jest poszerzony w ten sposób wynosi zwykle co najmniej 38,1 cm, przy pomiarze od wyjścia końcówki wylotowej, a korzystnie od 38,1 do 63,5 cm. Otwór rury spustowej jest zwykle prosty, ale korzystnie jest on lekko stożkowy w kierunku końca prowadzącego do końcówki wylotowej.

6

7 FIG. 3

8 FIG. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł