RU1770419C - Дугова печь посто нного тока - Google Patents

Abstract

Использование: область специальной электрометаллургии, в устройствах плаз- менно-дуговых печей посто нного тока с керамическим тиглем. Сущность изобретени : печь содержит корпус, свод, керамический тигель, подовый электрод, плазмотрон и механизм наклона печи. Печь дополнительно снабжена двум  электродами, расположенными диаметрально противоположно на боковых стенках вне печи на оси, перпендикул рной ее плоскости наклона, выполненными в виде последовательно соединенных металлических проводников цилиндрической формы с вертикальными и горизонтальными участками, размещенными на высоте 0,5- 0,9 высоты керамического тигл  в футерованном канале. Горизонтальный участок каждого из электродов выходит в полость в футеровке печи, имеющую форму усеченного конуса длиной 2-5 диаметра горизонтал ь- ного участка и расшир ющуюс  в сторону ванны под углом 15-35°. На печи емкостью 500 кг врем  плавки снижаетс  с 62 до 48 мин, расход электроэнергии - с 735 кВт.ч/т до 640 кВт.ч/т. 1 ил., 1 табл. (Л С

Description

Изобретение относитс  к области специальной электрометаллургии, точнее, к устройствам плазменно-дуговых печей посто нного тока с керамическим тиглем.

Цель изобретени  - сокращение времени плавки и расхода электроэнергии, а также повышение безопасности эксплуатации печи.

Изобретение по сн етс  чертежом, где на фиг. 1 дана дугова  печь посто нного тока.

Печь имеет металлический корпус 1, плазмотрон 2, водоохлаждаемый металлический подовый электрод 3, огнеупорную футеровку 4 свод 5 Два дополнительных электрода 6. расположенных на стенках печи диаметрально противоположно друг другу и на оси, перпендикул рной плоскости наклона печи. Дополнительные электроды выполнены в виде последовательно соединенных металлических проводников цилиндрической формы с горизонтальным участком 7 и вертикальным участком 8. При этом металлические проводники размещены в стальных кожухах 9 и зафутерованы в них огнеупорной массой 10. Горизонтальные участки дополнительных электродов выход т в полости 11, расшир ющиес  в форме усеченного конуса в сторону ванны, длина которых равна 2-5 диаметрам горизонтального участка. Угол расширени  конической части составл ет 15-35°

Х|

| о

ю

Дополнительные электроды так размещены относительно уровн  расплавленного металла в печи, что верхн   часть горизонтального участка до начала его конического расширени  расходитс  на уровне 0,5-0,9 высоты тигл . Вертикальный участок содержит в верхней части медную водоохлаждае- мую камеру 12, имеющую выводы дл  подключени  тока и приваренную к стальному проводнику 13.

В печь заваливали шихту, печь закрывали , подавали инертный или иной газ в плазмотрон и зажигали дугу. Ток к шихте при этом подводили через подовый электрод, а вынесенные электроды заземл ли.

По мере расплавлени  шихты металл и покрывающий его слой шлака поднималс  и затекал в футерованный канал горизонтального участка дополнительных электродов. В этом случае, когда горизонтальный участок не имеет на конце конусообразного расширени , направленного в сторону ванны, попадающий туда шлак не вытесн етс  при дальнейшем подъеме металла и ухудшает контакт между расплавом и дополнительными электродами.

Наличие конического расширени  на горизонтальном участке способствует полному сливу из него расплава при выпуске плавки, что предотвращает загр знение последующей плавки при смене сортамента. При этом, когда длина конического расширени  на горизонтальном участке менее 2 его-диаметров, затекание шлака в его цилиндрический канал и нарушение контакта не предотвращаетс . В этом случае приходитс  откладывать переключение печи на дополнительные электроды, что приводит к увеличению длительности плавки и расхода электроэнергии. Отсутствие хорошего контакта между металлом и дополнительными электродами определ етс  по отключению источника в момент переключени  с подового на дополнительные электроды или по по влению в этот момент напр жени  между расплавом и дополнительным электродом выше фиксируемого при нормальной работе. Длина конического расширени  горизонтального участка более 5 его диаметров в цилиндрической части нецелесообразна, так как металл проводника электрода на таком рассто нии от рабочей поверхности футеровки находитс  посто нно в твердом состо нии.

При угле конического расширени , меньшем 15°, не обеспечиваетс  вытеснение шлака из этого расширени  при подъеме уровн  металла, а при угле, большем 35°. не предотвращаетс  попадание шлака в цилиндрический канал горизонтального

участка. В обоих случа х может нарушатьс  контакт между металлом и дополнительным электродом. При этом откладываетс  переключение на дополнительные электроды и

соответственно увеличиваетс  врем  плавки и расход электроэнергии.

Когда в ходе плавлени  шихты металл поднимаетс  до уровн , обеспечивающего погружение в него горизонтальных участков

0 дополнительных электродов до начала их конического расширени , производили переключение подвода тока от источника к ванне с подового электрода на дополнительные . Подовый электрод при этом зазем5 л ли.

Уровень ванны при расплавлении 65- 70% шихты поднимаетс  на высоту, составл ющую не менее 90% от высоты тигл  после его полного расплавлени . Этим оп0 редел етс  верхн   граница уровн  размещени  горизонтальной части электродов. Опускать дополнительные электроды ниже, чем за влено, нецелесообразно, так как не обеспечива  технологических преиму5 ществ, это приводит к конструктивным неудобствам с их размещением на печи, Расположение дополнительных электродов диаметрально противоположно друг другу и на оси, перпендикул рной плоскости накло0 на печи, выбрано исход  из условий равномерного перемешивани  ванны и полного слива металла из конических участков при наклоне печи.

По окончании плавлени  шихты в печи

5 провод т необходимые технологические операции, при этом ток к ванне подвод т как по дополнительным электродам, так и через подовый электрод, в зависимости от необходимости интенсивного перемешива0 ни  ванны.

В плазменной печи проводили выплавку стали ШХ15. В печь через рабочее окно загружали шихту (500 кг): железо, отходы, феррохром и шлакообразующие, агрегат

5 герметизировали, подавали аргон в плазмотрон и зажигали плазменный разр д. Расплавление вели на токе 2,5 кА и напр жении 200 В. При включении и в первый период плавки ток к ванне подводилс  через

0 подовый электрод, а дополнительные электроды заземл ли. Через 20 мин, когда весь канал, в котором размещен горизонтальный участок дополнительного электрода до начала конического расширени , оказывалс 

5 погруженным в расплав, т.е. при подъеме зеркала ванны на 0,7 пысоты тигл , проводили переключение подвода тока к ванне с подового электрода на дополнительные электроды. По окончании плавлени  (длительность около 38 мин) мощность печи снижали путем уменьшени  напр жени  на дуге с 200 В до 100 В, присаживали шлэкооб- раэующие - известь и шпат 20 кг/т в соотношении 1:1, металл раскисл ли алюминием 0,5 кг/т и ферросилицием 2,0 кг/т и начинали рафинировочный период. Конец плавлени  фиксировали по отсутствию шихты на подине и нагреву ванны до 1550°С. Длительность рафинировки устанавливали, исход  из снижени  содержани  серы в вы- плавл емом металле до 0,01 %. Анализ проб металла по ходу плавки показал, что требуема  десульфураци  достигаетс  через 10 мин, По окончании рафинировочного периода плавку выпускали в ковш при темпера- туре 1560-1570°С. Затем металл разливали в изложницы на слитки весом 50 кг.

Результаты плавки стали в дуговой печи посто нного тока в сравнении с плавкой в известном устройстве приведены ниже.

Как видно из приведенных данных, в результате более интенсивного перемешивани  металла в печи врем  плавлени  сни- зилось с 44 до 38 мин, врем  рафинировани  с 28 мин до 10 мин. заметно уменьшилс  расход электроэнергии на расплавление и плавку В результате использовани  за вл емого технического решени  повысилась также безопасность эксплуатации подового электрода, так как он стал

находитьс  под нагрузкой только 20 мин. т.е. около половины времени плавки.

После установки вынесенных электродов повысилась электробезопасность обслуживани  печи, так как расплав все врем  плавки заземлен.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Дугова  печь посто нного тока, содержаща  корпус, свод, керамический тигель, подовый электрод, плазмотрон и механизм наклона печи, отличающа с  тем, что, с целью сокращени  времени плавки и расхода электроэнергии, а также повышени  безопасности в эксплуатации, она дополнительно снабжена двум  электродами, расположеннымидиаметрально противоположно на боковых стенках вне печи на оси, перпендикул рной ее плоскости наклона, выполненным в виде последовательно соединенных металлических провод- ников цилиндрической формы с вертикальными и горизонтальными участками , размещенными на высоте 0.5-0 9 высоты керамического тигл  в футерованном канале, причем горизонтальный участок каждого из электродов выходит в полость п футеровке печи, имеющую форму усеченного конуса длиной 2-5 диаметра горизонтального участка и расшир ющуюс  в сторону ванны под углом 15-35°.

   Показатели эксплуатации плазменной печи емкостью 0,5 г

   С вынесенными электродами

   640

   тгз

   735

   885

   38

   10

   43

   44

   18

   62

   ЈJ °o5Q