MXPA01003575A

MXPA01003575A - Horno de arco electrico de correinte continua con pozo de carga central para la fabricacion de acero asi como procedimiento para ello.

Info

Publication number: MXPA01003575A
Application number: MXPA01003575A
Authority: MX
Inventors: Fritz-Peter Pleschiutschnigg
Original assignee: Sms Demag Ag
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2002-09-18
Also published as: US6490312B1; DE19846100A1; KR20010079989A; CN1326515A; WO2000020650A1; CZ20011268A3; TW504518B; TR200100969T2; PL347027A1; HUP0103626A2; AR023907A1; SK4682001A3; EG22547A; EP1124995B1; BR9914357A; ATE220729T1; CA2346770A1; DE59902074D1; UA51849C2; RU2213919C2

Abstract

El objetivo de la invencion es aumentar la productividad de un horno de arco electrico de corriente continua para producir acero al disminuir los esfuerzos presentados por el horno, con este fin, cuando menos dos electrodos (7a, b) que se insertan desde arriba en el recipiente de fundido (2) y cuando menos un electrodo de piso (8) estan dispuestos de tal manera que se producen dos arcos electricos inclinados (9a, b) que se extienden al centro del piso del horno de fundido, ademas el recipiente de fundido se prolonga hacia arriba por un pozo centrico (10) que esta provisto para introducir material de entrada de fundido (11) en el recipiente y para formar una columna de material fundido.

Description

HORNO DE ARCO ELÉCTRICO DE CORRIENTE CONTINUA CON POZO DE CARGA CENTRAL PARA LA FABRICACIÓN DE ACERO ASI COMO PROCEDIMIENTO PARA ELLO Campo de la Invención. La invención se refiere a un horno de arco -eléctrico de corriente continua para la fabricación de acero que incluye un recipiente de fundido con cuando menos dos electrodos para la generación del arco eléctrico, asi como con aberturas de sangría, para el fundido y la escoria. Se refiere además a un procedimiento para ello. Antecedentes de la Invención. Se conocen múltiples procedimientos para la producción de acero, aqui se han presentado en lo esencial dos rutas de procedimiento, en una la fabricación de acero de acuerdo a la ruta convertidor-alto horno en la otra al horno de acero de electrodos . En un horno de acero de electrodos se trata usualmente de un recipiente cilindrico plano u oval, para el fundido de chatarra o hierro reducido directamente (espuma de hierro) . En los hornos de arco eléctrico de electrodos, se llena usualmente el horno con una tapa basculase y la carga se funde con el arco eléctrico de los electrodos, los cuales atraviesan la tapa del horno. El vaciado del horno tiene lugar según el tipo del horno por medio ' de un circulo de toma o una toma excéntrica de piso . Se conocen hornos de arco eléctrico de electrodos tanto en corriente alterna (AC) como en corriente continua (CD) . Hornos convencionales de arco eléctrico de corriente continua presentan un electrodo de grafito y un electrodo de piso. El arco eléctrico producido estas dirigido verticalmente hacia abajo sobre el baño de acero. En el tiempo inicial se llegaron a conocer también hornos de arco eléctrico con dos electrodos de grafito, los hornos de arco eléctrico de corriente continua convencionales presentan las siguientes desventajas. Durante el proceso de fusión se llega a una desviación del arco eléctrico, lo cual significa una fuerte carga para el material resistente al fuego. En la fase del baño plano es necesario por lo tanto una elevada escoria de espuma para cubrir el arco eléctrico y para la protección de las paredes del recipiente. En el proceso de carga no es controlable el gas o polvo producido. Igualmente no es posible ningún control sobre la oxidación de hierro de la chatarra de ha de fundirse. Además se llega a ruptura de los electrodos por caida de la chatarra. Además las temperaturas de los gases producidos son demasiado bajas , de modo que deben volver a calentarse, para impedir una formación de dióxido, para esto son necesarios quemadores adicionales en el sistema de salida del gas.

En los hornos de arco eléctrico de corriente continua con dos electrodos se llega a una fuerte carga de calor entre ambos electrodos en la zona de cubierta del horno. Por la EP 0 663 450 se conoce un procedimiento y un dispositivo para la fabricación de fundidos de hierro en horno de pozo- espacio de fuego. El aparato publicado abarca un recipiente metalúrgico que recibe fundido de hierro, cuando menos un pozo receptor de portador de hierro, fijo en el lugar, el cual desemboca en el recipiente metalúrgico a través de su tapa por medio de una instalación de bloqueo asi como en el recipiente metalúrgico electrodos que penetran desde arriba, los cuales son basculables de una dirección dirigida al centro del recipiente a una posición cercana a la pared del recipiente metalúrgico. El pozo puede por medio de una aberturas de cubierta desembocar en el recipiente metalúrgico y sirve como pozo de pre-calenta iento para que el portador de hierro fluya con los gases del proceso calientes sacados del recipiente y se precaliente. Como forma de realización se describe un horno de arco eléctrico de electrodos de lOOt-CD. La carga de acuerdo con la EP 0 663 450 Al se realiza en cantidades parciales , donde cada vez es regulable la proporcionalidad por la instalación de bloqueo en la desembocadura del pozo hacia el recipiente.

La pr 2 827 578 A describe un horno de electrodos de corriente continua para el fundido de material, donde la carga sea regula por aletas en la zona de deseambocadura de un pozo en el recipiente de fundido. Se proveen conductos de salida de gas en la parte superior del recipiente de fundido , para retirar los gases producidos por el tratamiento del material. por la US 5, 479, 435 se conoce igualmente un horno de arco eléctrico de corriente continua con dos electrodos de barra y un electrodo de piso , donde en la prolongación central del recipiente sea provee un pozo para el precalentamiento del material de carga por medio de los gases calientes que fluyen a través del pozo de precalentamiento . Finalmente se conoce por la WO 93/1322B un procedimiento para el fundido de chatarra asi como un dispositivo para ello, donde un tubo de carga para la chatarra atraviesa una tapa que cierra el recipiente de fundido y penetra en el recipiente, para el precalentamiento de la chatarra que se encuentra fuera del horno se utiliza el gas de desprendimiento conducido a contra corriente a la columna de chatarra que sea va hundiendo, el cual se conduce en otro tubo conducido concéntricamente al tubo de carga. Sumario de la Invención: La presente invención se propone la tarea de proponer un horno de arco eléctrico de corriente continua y un procedimiento para la fabricación de acero, donde a pesar del aumento de la productividad se presenten esfuerzos menores para el horno y el ambiente. Esa tarea se alcanza por medio de las propiedades del horno de acuerdo con la reivindicación 1 asi como las características de la reivindicación de procedimiento 9. Conformaciones ventajosas de la invención se presentan en las sub-reivindicaciones. La invención parte de un horno de arco eléctrico de ' corriente continua con dos electrodos y cuando menos un electrodo de piso en el recipiente del horno, donde se producen dos arcos eléctricos que corren inclinados hacia el centro del piso del horno de fusión, y donde el recipiente de entrada de fundido se prolonga hacia arriba por un pozo central para la introducción del material de fundido en el recipiente así como para la formación de una columna de entrada de fundido . A base de las características se consigue que dos arcos eléctricos quemen controlados debajo de la columna de material de fundido. Por medio de esta desviación apuntada y por el pozo de carga provisto se garantiza un retroceso uniforme controlado del material de fundido en el c recipiente del horno y un proceso de fundido mas fuerte en carga. En la aplicación de chatarra es realizable un corte de chatarra mejor y un corte mas rápido . Por esta solución es alcanzable doblamiento del rendimiento hasta ahora de un electrodo de grafito convencional de 140kVA o 110 MW o una reducción del diámetro de los dos electrodos y de estas manera una reducción del gasto de los electrodos. Es pensable junto al arreglo de dos electrodos ( catados) y un electrodo de piso común ( ánodo) también el arreglo de dos cátodos y dos ánodos . Los ánodos son electrodos de piso y dispuestos de tal modo en el centro del piso, que se producen dos arcos eléctricos que corren inclinados hacia el centro del piso. Finalmente se proponen además todas las formas de realización con un numero mayor de electrodos , donde la característica de los arcos eléctricos que corren inclinados siempre se cumple. Es ventajoso además, que en razón del pozo de carga se pueda evitar un derrumbamiento de la chatarra y con esto rompimientos de los electrodos. Los electrodos están dispuestos de tal manera que los arcos de luz no corran verticales sino inclinados. Con esto será necesario una altura menor de escoria para cubrir el arco eléctrico. Para el control simultáneo de los gases de salida se propone de acuerdo con la invención, que sean vecinas al pozo aberturas en la parte superior del \ recipiente de fundido , para recibir una instalación de succión para el polvo y /o los gases, que se producen durante el proceso de carga del material que se ha de fundirse, y no se provean ninguna instalación de succión en la prolongación del pozo para succionar los gasees de desprendimiento durante el proceso de fundido . Con esto se hace posible un control de los gases de desprendimiento ya durante el proceso de carga. Por la única succión de los gases por medio de la instalación de succión del recipiente se puede evitar ampliamente una oxidación de hierro del material de entra a fundirse. Este control de los gases de desprendimiento apuntado exactamente al objeto, trae simultáneamente la ventaja de q que la succión de los gases de desprendimiento durante el proceso de fundido a través del pozo se utilice para un pre-calentamiento de la chatarra. El precalentamiento de la chatarra tiene lugar únicamente durante la fase de succión de los gases de desprendimiento. Con esto es controlable el tiempo de precalentamiento y así también la oxidación de hierro del material a fundir. Se propone que la instalación de succión del pozo y la instalación de succión del recipiente están conformadas de tal modo, que preferentemente terminen en un tubo de succión común y se provean medios para la conmutación entre la instalación de succión del pozo o la instalación de succión del recipiente, para cambiar entre las dos instalaciones de succión y las corrientes de gas de desprendimiento en el proceso de carga y de fundido . Las dos instalaciones de succión están unidas así a una instalación. Por medio de los elementos de conmutación propuestos se hace posible, el hacer funcionar cada vez únicamente una instalación de gases de salida o establecer una combinación de corrientes de gas. Es realizable un control de las corrientes del gas de desprendimiento así como de las cantidades de gas de desprendimiento. Esta conformación de las instalaciones de succión representa una succión directa, de modo que en combinación con el pozo propuesto se hace posible la captura y despulverizacion de los gases humeantes producidos en la carga , fundido y extracción. Por una variación de la dirección de corriente del gas de desprendimiento en el pozo es realizable igualmente un control de la temperatura del gas de desprendimiento. Por la mezcla controlada de ambas corrientes de gas de salida se consigue un calentamiento del gas a temperaturas arriba de la formación de dióxido. De acuerdo con la invención presenta el recipiente de fundido en su parte superior junto al pozo y las aberturas para los electrodos, aberturas para las instalaciones de succión del recipiente. Se recomienda especialmente que las aberturas para los electrodos estén dispuestas en tal relación al pozo, que el pozo o la columna de material de fundido conducida a través del pozo sirva como pantalla térmica entre los dos electrodos o como pantalla frente a la energía térmica demasiado elevada para la zona superior del recipiente. Una forma de realización preferida del horno de arco eléctrico de corriente continua consiste de un recipiente de fundido inferior con una tapa superior, la cual está provista con las aberturas propuestas. En una forma de realización más concreta está el horno de arco eléctrico de corriente continua provisto con una instalación de succión de recipiente, que incluye dos conductos tubulares que se extienden hacia arriba, donde la zona de transferencia presenta aletas basculables, por ejemplo de acero resistente al calor, para influir sobre las cantidades y corrientes del gas de desprendimiento. El recipiente de fundido está equipado además con medios para la introducción vertical de los electrodos para el proceso de fundido y extracción de los electrodos para el proceso de carga. Además están dispuestos en las paredes internas del recipiente de fundido quemadores de gas así como de oxigeno, por medio de los cuales es alcanzable en caso de necesidad rendimientos de fundido todavía mayores. Además pueden proveerse toberas abajo del baño. En conjunto muestra el horno de arco eléctrico de corriente continua propuesto la ventaja con respecto a los tipos conocidos, que para cargar no es necesario mas basculamiento de la tapa, así como que es realizable un funcionamiento del horno hermético al gas . DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS: Otras particularidades y ventajas de la presente invención se aprecian por las reivindicaciones y la siguiente descripción. Aguí muestran: La Figura 1 una vista lateral esquemática del recipiente del horno con la instalación del gas de desprendimiento; La Figura 2 una vista de planta esquemática del recipiente de horno, con la instalación del gas de desprendimiento; La Figura 3 una vista lateral esquemática del recipiente del horno con el flujo del gas de desprendimiento durante el proceso de carga; La Figura 4 una vista lateral esquemática del recipiente del horno con el flujo de gas de desprendimiento durante el proceso de fundido. Descripción de la Invención: La Figura 1 muestra un horno de arco eléctrico de corriente continua 1, consistente de un recipiente de horno 2 y una instalación de gas de desprendimiento 3. El recipiente de horno 2 se compone de una parte de fundido 4 y una tapa 5. por las aberturas 6 en la tapa 5 se introducen en el recipiente dos electrodos ( cátodos) 7a, b. En el piso del recipiente se encuentra entre los dos electrodos 7a,b un electrodo de piso 8. Se producen dos arcos eléctricos 9a, b dirigidos inclinados. Su longitud , señalada aquí con b, es mayor que la longitud de un arco que corriera verticalmente ( longitud a) en los hornos de arco eléctrico de corriente continua conocidos . Arriba del recipiente de horno 2 esta dispuesto centralmente un pozo 10. Sobre este pozo 10 se llena el recipiente de horno 2 con material de fundido 11, especialmente chatarra y espuma de hierro. El acero fluido producido por la energía de los arcos eléctricos 91, b se señala con 12, la escoria con 13. En la prolongación al pozo lo se provee una instalación de succión de pozo 3.1. la instalación de succión de pozo 3.1 consiste de un cilindro tubular 14, medios para la succión así como un sistema de filtrado 9 no mostrado) . el cilindro tubular 14 está unido lateralmente con dos tubos de guía 15a, b, los cuales forman la instalación de succión del recipiente 3.2. En las posiciones de corte 16 entre las dos instalaciones 3.1, 3.2 se encuentran elementos de conmutación transportables en forma de aletas 17a, b. Estas impiden en una posición el flujo del gas de desprendimiento a través de los tubos de guía 15a, b déla instalación de succión de recipiente 3.2 , por el manejo de las aletas 17a.b se puede en la otra posición extrema bloquear la instalación de succión 3.1 arriba del pozo 10. Es posible la colocación en posiciones intermedias. La vista de planta de acuerdo con la Figura 2 explica el sistema propuesto del pozo 10 con el tubo de succión de pozo 14, los electrodos 7a,b que tienen medios para mover los electrodos 18a, b colocados en la vecindad del pozo 10, así como los tubos de guía 15a, b de la instalación de succión de recipiente 3.1. Se muestran esquemáticamente los canalones de derivación 19 para el acero liquido así como la puerta de escoria 20. por medio de las instalaciones propuestas de succión de gas 3.1 y 3.2 se hace posible , el controlar las corrientes del gas de desprendimiento. La Figura 3 muestra el curso de la corriente ( curso de la flecha) de los gases y el polvo al cargar el material de fundido 11, donde los gases de desprendimiento y el polvo son jalados por los tubos de guía 15a, b de la instalación de succión de recipiente 3.2 en un tubo común 21. Después se conectan a de manera convencional sistemas de filtrado ( no mostrados) o sistemas de recuperación. Durante el proceso de fundido ( figura 40 están las aletas dispuestas de tal modo, que están cerrados los tubos de guía 15a, b de la instalación de succión de recipiente 3.2. Los gases que se producen durante el fundido, antes de todo oxido quemado, fluyen a través del pozo 10 y con esto a través de la columna de chatarra 9 ver curso de flecha en la figura 4) .

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . REIVINDICACIONES 1. Horno de arco eléctrico de corriente continua para la fabricación de acero , que abarcan un recipiente de fundido con electrodos para la generación de arcos eléctricos así como aberturas de derivación para el fundido y la escoria así como medio para la toma directa de los gasees de desprendimiento, donde cuando menos dos electrodos introducidos desde arriba en el recipiente de fundido y cuando menos un electrodo de piso, están dispuestos de tal modo, que se producen dos arcos eléctricos que corren inclinados hacia el centro del piso del horno de fundido, y donde el recipiente de fundido se prolonga hacia arriba a través de un pozo central para introducir el material fundido ene 1 recipiente, la prolongación del pozo central sirve para la formación de una columna de material de fundición y donde una instalación de succión se dispone en la prolongación del pozo para la succión del gas de desprendimiento durante el proceso de fundido, caracterizado porque, en la vecindad al pozo se proveen aberturas en la parte superior del recipiente de fundido para recibir las instalaciones de succión para el polvo y/o los gases, que se producen durante el proceso de carga del material de fundido, y la instalación de succión de pozo y la instalación de succión de recipiente están unidas a una instalación común y se proveen elementos de conmutación para el accionamiento cada vez de únicamente una instalación de succión y/o para ajustar una combinación de las corrientes de gas de desprendimiento y dependencia del proceso de carga y del proceso de fundido.
2. Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, la instalación de succión de pozo y la instalación de succión de recipiente, están conformadas de tal modo que terminan en un tubo de succión común y están provistos elementos de conmutación entre la instalación de succión de pozo y la instalación de succión de recipiente, para cambiar entre las dos instalaciones en el proceso de carga y fundido. 3. Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque, en la parte superior del recipiente están dispuestas de tal modo aberturas para los electrodos en relación al pozo, que el pozo o la columna de material de fundido conducida a través del pozo sirve como pantalla térmica entre los dos electrodos. .4.- Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque, el recipiente de fundido consiste de una zona de fundido y una tapa superior con aberturas allí distribuidas.
3. Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque en la parte superior del recipiente están dispuestas aberturas para los electrodos en relación al pozo de tal modo que el pozo o la columna de material de fundido conducida a través del pozo sirve como pantalla térmica entre los dos electrodos .
4. Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque, el recipiente de fundido está compuesto de una zona de fundido inferior y de una tapa superior la cual está provista.de aberturas.
5. Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque, la instalación de succión de recipiente incluye dos tubos de guía que se extiende hacia arriba, los cuales corren en la instalación de succión de pozo en forma de un tubo, donde en la zona de transferencia se proveen aletas basculables para influir en las cantidades y corrientes respectivas del gas de desprendimiento.
6. Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque, se proveen medios para la introducción vertical o guía posterior de los electrodos en el recipiente para el proceso de fundido y retiro de los electrodos para el proceso de carga.
7. Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, en las paredes internas del recipiente de fundido están dispuestos quemadores para recalentar gas así como oxígeno.
8. Horno de arco eléctrico de corriente continua de acuerdo con una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, se trata en lo que respecta al material de fundido de chatarra y hierro reducido directamente .
9. Procedimiento para la producción de acero en un Horno de arco eléctrico de corriente continua en donde el recipiente de fundido se carga desde arriba con el material que ha de fundirse y la carga se funde por medio del arco eléctrico producido entre los electrodos, donde la carga del recipiente del horno se realiza con un material de fundido a través de un pozo dispuesto centralmente arriba del recipiente del horno y la carga de fundido principal de los electrodos tiene lugar en la zona cercana al piso del recipiente de bajo del pozo y en donde el gas de desprendimiento producido durante el proceso de fundido se retira por medio de una instalación de succión que esta dispuesta arriba del pozo y simultáneamente por medio del flujo del gas de deshecho caliente se precalienta la columna de material de fundido que retrocede en el pozo, procedimiento caracterizado porque, durante la carga los gases y polvo que se producen se retiran por medio de una instalación de succión de recipiente de horno unida con aberturas en la parte superior del recipiente de fundido, donde los gases de desprendimiento se retiran desde la instalación de succión del recipiente de horno y de la instalación de succión del pozo por medio de una instalación común a ambas T