[go: up one dir, main page]

RU2166843C2 - Nonconsumable electrode - Google Patents

Nonconsumable electrode Download PDF

Info

Publication number
RU2166843C2
RU2166843C2 RU99116425/06A RU99116425A RU2166843C2 RU 2166843 C2 RU2166843 C2 RU 2166843C2 RU 99116425/06 A RU99116425/06 A RU 99116425/06A RU 99116425 A RU99116425 A RU 99116425A RU 2166843 C2 RU2166843 C2 RU 2166843C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
water
electrode
tip
metal tip
Prior art date
Application number
RU99116425/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Р. Русаков
бко А.Г. Р
А.Г. Рябко
С.В. Боборин
Г.В. Востриков
Е.С. Жуков
В.А. Книсс
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" filed Critical Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель"
Priority to RU99116425/06A priority Critical patent/RU2166843C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2166843C2 publication Critical patent/RU2166843C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous and nonferrous metallurgy; electric furnaces using nonconsumable electrodes dipped in slag melt. SUBSTANCE: nonconsumable electrode has water-cooled jacket, metal nozzle made of carbide-forming material, and current supply for tip. Axial through duct common for jacket and nozzle accommodates pipe made of highconductivity material such as copper. Bottom end of pipe is tightly joined with metal nozzle; current supply is connected to top end of pipe. Metal nozzle may be made of nonmagnetic steel. EFFECT: improved electrical characteristics and, hence, stability of electrode. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной и черной металлургии, в частности к электропечам с погруженными в шлаковый расплав нерасходуемыми электродами, предназначенными для плавки рудного сырья и обеднения оборотных шлаков в производстве тяжелых цветных металлов, и может быть использовано также на руднотермических печах в производстве ферросплавов. The invention relates to the field of non-ferrous and ferrous metallurgy, in particular to electric furnaces with non-consumable electrodes immersed in slag melt, intended for smelting ore raw materials and depleting recycled slag in the production of heavy non-ferrous metals, and can also be used on ore-thermal furnaces in the production of ferroalloys.

Известны конструкции электродов, включающие тело электрода, на погруженную в расплав часть которого наносится защитный слой. Токоподвод осуществляется через бугель со щеками, которые обжимают тело электрода [А.с. СССР N 401024] . Известны также конструкции электродов, аналогичные предыдущей, но для защиты электрода он снабжен осевым каналом для продувки газа [А. с. СССР N 337019]. Недостатком перечисленных электродов является их расходуемость. Electrode designs are known, including an electrode body, a protective layer is applied to a part of which is immersed in the melt. Current supply is carried out through a yoke with cheeks that compress the electrode body [A.S. USSR N 401024]. Electrode designs similar to the previous one are also known, but for electrode protection it is equipped with an axial channel for gas purging [A. from. USSR N 337019]. The disadvantage of these electrodes is their expendability.

Наиболее близким по технической сущности является нерасходуемый электрод [Боборин С.В., Русаков М.Р., Мосиондз К.И. "Исследование работы и механизма защиты погруженных в шлаковый расплав электродов при рудной и обеднительной плавке". Доклады совещания "Электротермия-94". С-Петербург, 1994, стр. 162-170] , состоящий (фиг. 1) из водоохлаждаемой части 1 и металлического наконечника из карбидообразующего материала 2. Через водоохлаждаемую часть и металлический наконечник проходит осевой канал 3 для подачи восстановительного газа. Водоохлаждаемая часть, выполненная из электропроводного (магнитного) материала, снабжена устройствами для подвода 4 и отвода 5 охлаждающей жидкости. С целью уплотнения между наконечником и водоохлаждаемой рубашкой размещены прокладки 6. Устройство для подвода тока к металлическому наконечнику представляет собой электродержатель 7, закрепленный на водоохлаждаемой рубашке. The closest in technical essence is a non-consumable electrode [Boborin S.V., Rusakov M.R., Mosionds K.I. "Study of the operation and protection mechanism of electrodes immersed in slag melt during ore and lean smelting." Reports of the meeting "Electrotherm-94". St. Petersburg, 1994, pp. 162-170], consisting (Fig. 1) of a water-cooled part 1 and a metal tip of a carbide-forming material 2. An axial channel 3 for supplying a reducing gas passes through the water-cooled part and a metal tip. The water-cooled part, made of an electrically conductive (magnetic) material, is equipped with devices for supplying 4 and removing 5 coolant. For the purpose of sealing between the tip and the water-cooled jacket, gaskets are placed 6. The device for supplying current to the metal tip is an electric holder 7 mounted on the water-cooled jacket.

Недостатком указанного устройства являются низкие электрические характеристики (большое реактивное сопротивление 0,1-0,14 мкОм и потери электроэнергии при прохождении тока по электроду). The disadvantage of this device is the low electrical characteristics (large reactance of 0.1-0.14 μΩ and loss of electricity during the passage of current through the electrode).

Целью настоящего изобретения является улучшение электрических характеристик электрода. The aim of the present invention is to improve the electrical characteristics of the electrode.

Поставленная цель достигается тем, что в нерасходуемом электроде, содержащем водоохлаждаемую рубашку и металлический наконечник из карбидообразующего материала, через которые проходит сквозной осевой канал, согласно изобретению, токоподвод к металлическому наконечнику осуществляется по цилиндрической трубе, выполненной из материала с высокой электропроводностью, например меди, труба помещена внутрь водоохлаждаемой рубашки из немагнитного материала, нижний конец указанной трубы наглухо крепится к металлическому наконечнику и сообщается с последним осевым каналом для продувки газа, а верхний конец выходит из водоохлаждаемой рубашки, которая герметично охватывает цилиндрическую трубу. Металлический наконечник может быть выполнен из немагнитной стали, например из жаропрочной немагнитной стали марки 12Х18Н9Т. This goal is achieved by the fact that in a non-consumable electrode containing a water-cooled jacket and a metal tip of a carbide-forming material through which the through axial channel passes, according to the invention, the current supply to the metal tip is carried out through a cylindrical pipe made of a material with high electrical conductivity, for example copper, pipe placed inside a water-cooled jacket of non-magnetic material, the lower end of the specified pipe is firmly attached to the metal tip and connects with the last axial channel for gas purging, and the upper end leaves the water-cooled jacket, which tightly covers the cylindrical pipe. The metal tip can be made of non-magnetic steel, for example, of heat-resistant non-magnetic steel grade 12X18H9T.

Размещение в осевом канале водоохлаждаемой рубашки, выполненной из немагнитного материала, цилиндрической трубы, выполненной из материала с высокой электропроводностью, позволяет использовать ее как для подачи защитного газа, так и для токоподвода к металлическому наконечнику. При прохождении электрического тока по цилиндрической трубе, выполненной из материала с высокой электропроводностью, например меди, и проходящей по оси электрода, ток проходит по участку (от верхнего конца трубы, к которому подводится ток, до нижнего, наглухо скрепленного с металлическим наконечником), обладающему минимальным реактивным сопротивлением из всех возможных вариантов конструкций токоподвода и путей прохождения тока. Кроме того, расположение токоподводящей трубы в водоохлаждаемой зоне снижает тепловые нагрузки и улучшает электрические характеристики токоподводящего устройства. Тогда как в прототипе конструкция узла токоподвода (через водоохлаждаемый держатель к металлическому водоохлаждаемому корпусу) ухудшает его электрические характеристики из-за значительного реактивного сопротивления участка электрической цепи, приходящегося непосредственно на электрод от держателя до рабочего конца электрода. Выполнение водоохлаждаемой рубашки из немагнитного материала сокращает потери электроэнергии на наведение вихревых токов в вышеуказанных металлических частях нерасходуемого электрода. Поэтому по сравнению с прототипом в заявляемой конструкции нерасходуемого электрода электрические характеристики последнего гораздо выше (соответственно 0,1-0,14 мкОм и 0,017 мкОм) [Еханович А.С. Справочник по физике и технике. М., Просвещение, 1976, с. 111, табл. 145], а потери электроэнергии соответственно меньше. При выполнении металлического наконечника из немагнитной стали дополнительно снижаются потери электроэнергии. Placing a cylindrical pipe made of a material with high electrical conductivity in the axial channel of a water-cooled jacket made of non-magnetic material allows it to be used both for supplying protective gas and for supplying current to a metal tip. When an electric current passes through a cylindrical pipe made of a material with high electrical conductivity, such as copper, and passes along the axis of the electrode, the current passes through a section (from the upper end of the pipe to which the current is supplied, to the lower end that is tightly fastened with a metal tip), which has the minimum reactance of all possible options for the design of the power supply and current paths. In addition, the location of the power supply pipe in the water-cooled zone reduces heat loads and improves the electrical characteristics of the power supply device. Whereas in the prototype, the design of the current lead assembly (through a water-cooled holder to a metal water-cooled case) degrades its electrical characteristics due to the significant reactance of a portion of the electrical circuit directly from the holder to the working end of the electrode. The implementation of a water-cooled jacket of non-magnetic material reduces the loss of electricity to induce eddy currents in the above metal parts of the non-consumable electrode. Therefore, compared with the prototype in the claimed design of a non-consumable electrode, the electrical characteristics of the latter are much higher (0.1-0.14 μOhm and 0.017 μOhm, respectively) [A. Yekhanovich Handbook of physics and technology. M., Enlightenment, 1976, p. 111, tab. 145], and the loss of electricity is correspondingly less. When performing a metal tip of non-magnetic steel, energy losses are further reduced.

На фиг.2 представлена конструкция нерасходусмого электрода. Figure 2 presents the design of the indestructible electrode.

Нерасходуемый электрод включает:
- водоохлаждаемую рубашку 1, выполненную из немагнитной жаропрочной стали, с узлами подвода и отвода охлаждающей жидкости;
- металлический наконечник 2 из карбидообразующего материала с соплом 3;
- цилиндрическую трубу 4 из материала с высокой электропроводностью (меди), образующую сквозной канал 5, проходящий через водоохлаждаемую рубашку и наконечник, для продувки расплава восстановительным газом;
- устройство для подвода тока к металлическому наконечнику, представляющее собой электродержатель 6, присоединенный к верхнему концу медной трубы, причем верхний конец трубы расположен выше водоохлаждаемой рубашки;
- узел подвода восстановительного газа к цилиндрической трубе 7, расположенный выше токоподвода.
Non-consumable electrode includes:
- water-cooled shirt 1, made of non-magnetic heat-resistant steel, with nodes for supplying and discharging coolant;
- a metal tip 2 of carbide-forming material with a nozzle 3;
- a cylindrical pipe 4 of a material with high electrical conductivity (copper), forming a through channel 5 passing through a water-cooled jacket and tip, for purging the melt with a reducing gas;
- a device for supplying current to a metal tip, which is an electric holder 6, attached to the upper end of the copper pipe, the upper end of the pipe is located above the water-cooled jacket;
- node supply of reducing gas to the cylindrical pipe 7, located above the current supply.

Нижний конец цилиндрической трубы 4 наглухо крепится к металлическому наконечнику 2 и сообщается с последним осевым каналом 3 для продувки газа, а верхний конец выходит из водоохлаждаемой рубашки 1, которая герметично охватывает вышеуказанную цилиндрическую трубу. Между водоохлаждаемой рубашкой и наконечником расположены медные уплотнительные пластины 6, которые служат также для улучшения электрического контакта цилиндрической трубы и наконечника. The lower end of the cylindrical pipe 4 is tightly attached to the metal tip 2 and communicates with the last axial channel 3 for purging gas, and the upper end leaves the water-cooled jacket 1, which tightly covers the above cylindrical pipe. Between the water-cooled jacket and the tip are located copper sealing plates 6, which also serve to improve the electrical contact of the cylindrical pipe and the tip.

Заявляемый нерасходуемый электрод работает следующим образом. The inventive non-consumable electrode operates as follows.

После подачи электроэнергии на электроды нерасходуемый электрод опускают вниз и, не доходя до уровня расплава 0,3-0,5 м, через осевой канал пропускают азот в количестве, необходимом для предотвращения заливки сопла. Погружают электрод в расплав при заданной мощности до необходимой величины заглубления, но не более чем длина наконечника. Включают подачу восстановительного газа, доводя его расход до заданной величины. При этом подачу азота прекращают или сохраняют при необходимой по технологическим требованиям величине. Электрический ток подается к нерасходуемому электроду через электродержатель, закрепленный на медной трубе. Через узел ввода водоохлаждаемой рубашки непрерывно подается охлаждающая жидкость. After supplying electricity to the electrodes, the non-consumable electrode is lowered down and, not reaching the melt level of 0.3-0.5 m, nitrogen is passed through the axial channel in an amount necessary to prevent nozzle filling. Immerse the electrode in the melt at a given power to the required depth, but not more than the length of the tip. Turn on the supply of reducing gas, bringing its flow rate to a predetermined value. In this case, the nitrogen supply is stopped or maintained at the required technological requirements. Electric current is supplied to the non-consumable electrode through an electric holder mounted on a copper pipe. Coolant is continuously supplied through the inlet of the water-cooled jacket.

Предлагаемая конструкция электрода позволяет улучшить его электрические характеристики в 6-8 раз, за счет улучшения электрических характеристик повышается стойкость электрода. The proposed design of the electrode allows you to improve its electrical characteristics by 6-8 times, due to improved electrical characteristics increases the resistance of the electrode.

Список литературы
1. Авторское свидетельство СССР N 401024, 1971, кл. H 05 B 7/06.
List of references
1. USSR author's certificate N 401024, 1971, cl. H 05 B 7/06.

2. Авторское свидетельство СССР N 337019, 1962, кл. C 21 C 5/56. 2. USSR author's certificate N 337019, 1962, cl. C 21 C 5/56.

З. Боборин С.В., Русаков М.Р., Мосиондз К.И. "Исследование работы и механизма защиты погруженных в шлаковый расплав металлических электродов при рудной и обеднительной плавке". Доклады совещания "Электротермия-94", "Проблемы оптимизации технологического режима и методы расчета дуговых руднотермических печей". С-Петербург, 7-8 июня 1994 г., стр. 162-170. Z. Boborin S.V., Rusakov M.R., Mosionds K.I. "Study of the work and mechanism of protection of metal electrodes immersed in slag melt during ore and depletion smelting." Reports of the meeting "Electrotherm-94", "Problems of optimizing the technological regime and methods for calculating arc ore-thermal furnaces." St. Petersburg, June 7-8, 1994, pp. 162-170.

4. Енахович А.С. Справочник по физике и технике. М., Просвещение, 1976, с. 111, табл. 145. 4. Enakhovich A.S. Handbook of physics and technology. M., Enlightenment, 1976, p. 111, tab. 145.

Claims (2)

1. Нерасходуемый электрод, включающий водоохлаждаемую рубашку и металлический наконечник из карбидообразующего материала, через которые проходит сквозной осевой канал, устройство для подвода тока к наконечнику, отличающийся тем, что в осевом канале водоохлаждаемой рубашки из немагнитного материала размещена цилиндрическая труба, выполненная из материала с высокой электропроводностью, например меди, нижний конец трубы наглухо скреплен с металлическим наконечником и сообщается с ним осевым каналом, а устройство для подвода тока соединено с верхним концом трубы. 1. Non-consumable electrode, including a water-cooled jacket and a metal tip made of carbide-forming material through which the through axial channel passes, a device for supplying current to the tip, characterized in that a cylindrical pipe made of high-material material is placed in the axial channel of the water-cooled jacket from non-magnetic material electrical conductivity, for example copper, the lower end of the pipe is tightly fastened to a metal tip and communicates with it by an axial channel, and a device for supplying current is connected Eno with the upper end of the pipe. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлический наконечник выполнен из немагнитной стали, например стали марки 12Х18Н9Т. 2. The device according to claim 1, characterized in that the metal tip is made of non-magnetic steel, for example, steel grade 12X18H9T.
RU99116425/06A 1999-07-28 1999-07-28 Nonconsumable electrode RU2166843C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116425/06A RU2166843C2 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Nonconsumable electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99116425/06A RU2166843C2 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Nonconsumable electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2166843C2 true RU2166843C2 (en) 2001-05-10

Family

ID=20223196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99116425/06A RU2166843C2 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Nonconsumable electrode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2166843C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765779C1 (en) * 2018-05-23 2022-02-02 Мивенти С.Р.Л. Coolable electrode for a metallurgical electric furnace

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3634590A (en) * 1970-07-02 1972-01-11 Us Air Force Stabilized copper electrode for vacuum arc furnace
US4287381A (en) * 1978-12-19 1981-09-01 British Steel Corporation Electric arc furnace electrodes
US4425657A (en) * 1980-10-27 1984-01-10 C. Conradty Nurnberg Gmbh & Co. Kg Electrode for arc furnaces
US4498185A (en) * 1981-10-15 1985-02-05 Von Roll Ag Process for preventing burn-off on a current-conducting electrode for metallurgical furnaces and electrodes
EP0234477A1 (en) * 1986-02-19 1987-09-02 Asea Ab Electrode for an arc furnace

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3634590A (en) * 1970-07-02 1972-01-11 Us Air Force Stabilized copper electrode for vacuum arc furnace
US4287381A (en) * 1978-12-19 1981-09-01 British Steel Corporation Electric arc furnace electrodes
US4425657A (en) * 1980-10-27 1984-01-10 C. Conradty Nurnberg Gmbh & Co. Kg Electrode for arc furnaces
US4498185A (en) * 1981-10-15 1985-02-05 Von Roll Ag Process for preventing burn-off on a current-conducting electrode for metallurgical furnaces and electrodes
EP0234477A1 (en) * 1986-02-19 1987-09-02 Asea Ab Electrode for an arc furnace

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОБОРИН С.В. и др. Исследование работы и механизма защиты погруженных в шлаковый расплав металлических электродов при рудной и обеднительной плавке. Проблемы оптимизации технологического режима и методы расчета дуговых руднотермических печей. Доклады совещания "Электротерапия - 94", Санкт-Петербург, 1994, с. 162-171. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765779C1 (en) * 2018-05-23 2022-02-02 Мивенти С.Р.Л. Coolable electrode for a metallurgical electric furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3130292A (en) Arc torch apparatus for use in metal melting furnaces
RU2226553C1 (en) Method and device for production of melted iron
JPS6128914B2 (en)
CN114729417A (en) DC arc furnace
JPS5922150B2 (en) Pellet and similar melting furnace
JP2641141B2 (en) DC electric furnace for continuous melting of scrap iron.
RU2166843C2 (en) Nonconsumable electrode
KR102437050B1 (en) Melting furnace with simultaneously rotatable and movable electrode rods
JP4231176B2 (en) Stopper for metallurgy container and / or upper nozzle
RU2039101C1 (en) Method for electroslag ferrotitanium smelting
JP2576304Y2 (en) Apparatus for heating molten steel in ladle by DC arc
JPS5927185A (en) Method of melting metal and arc furnace used for the method
RU2158062C1 (en) Method for shielding nonconsumable electrode in slag melt
JPH07238327A (en) Vacuum electroslag remelting furnace
KR20110130720A (en) Oxygen Supply Device and Supply Method for Electric Furnace
US4754463A (en) Hollow arc electrode
US3759311A (en) Arc slag melting
RU2176856C2 (en) Non-consumable electrode for ore-smelting and impoverishment multi-slag electric furnaces
RU2476603C1 (en) Method of steel making in arc-type furnace
US3736359A (en) Electric furnace
DE3777376D1 (en) METHOD FOR SECOND-METALLURGICAL TREATMENT OF METAL MELT, IN PARTICULAR STEEL MELT.
KR20000062364A (en) Electric furnace with insulated electrodes and process for producing molten metals
Holzgruber et al. Method for the Secondary Metallurgical Treatment of Molten Metal, Especially Molten Steel
SU862404A1 (en) Arc furnace electrode holder retaining ring
SU1645021A1 (en) Method for extraction of conducting metal inclusions from flow of material

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120729