RU2368670C2

RU2368670C2 - Method of steel melting in arc steel-making furnace of three-phase current

Info

Publication number: RU2368670C2
Application number: RU2007144749/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Макаров (RU); Анатолий Николаевич Макаров; Андрей Юрьевич Соколов (RU); Андрей Юрьевич Соколов
Original assignee: Анатолий Николаевич Макаров
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2009-09-27
Also published as: RU2007144749A

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: method includes influence of voltaic arcs on metal in vertical direction with its embedding into metal. ^ EFFECT: increasing of durability of electric furnace and reduction of electricity consumption. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротермической техники, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока.The invention relates to the field of electrothermal technology, and in particular to methods for conducting steel melting in three-phase current arc steel-smelting furnaces.

Известен способ ведения плавки стали в трехфазной дуговой печи, включающей воздействие электрических дуг на металл в вертикальном направлении (Окороков Н.В. Электроплавильные печи черной металлургии. - М.: Металлургиздат, 1950, с.18-22).A known method of conducting steel melting in a three-phase arc furnace, including the effect of electric arcs on the metal in the vertical direction (Okorokov N.V. Electrofusion furnaces of ferrous metallurgy. - M .: Metallurgizdat, 1950, p. 18-22).

Однако в процессе плавки используются электрические дуги, незаглубленные в ванну металла, в результате чего излучение электрических дуг на металл снижается, а на стены и свод увеличивается, что ведет к увеличению расхода электроэнергии и снижению срока службы стен и сводов печей.However, in the smelting process, electric arcs are used that are not buried in the metal bath, as a result of which the radiation of electric arcs to the metal is reduced, and to the walls and the arch increases, which leads to an increase in energy consumption and a decrease in the service life of the walls and arches of furnaces.

Прототипом изобретения является способ плавки стали в дуговой печи, в котором по мере проплавления шихты элекродуги опускаются вниз и дуги постепенно погружаются в глубь металла (Соколов А.Н. Скоростные плавки стали в дуговых электропечах. - М.: Машгиз, 1963, с.115-116).The prototype of the invention is a method of steel melting in an arc furnace, in which, as the charge is melted, the electric arcs fall down and the arcs gradually sink into the metal (Sokolov A.N. High-speed steel melts in electric arc furnaces. - M .: Mashgiz, 1963, p. 115 -116).

Однако ток дуги меняет направление с вертикального на горизонтальное в ванне металла, вследствие чего возникают горизонтальные электромагнитные силы, выдувающие электрические дуги из-под электродов. Экранирующее действие электродов и углубления (лунки) в ванне металла снижается, излучение дуг увеличивается на стены и свод и уменьшается на ванну металла, снижается производительность печи, увеличивается расход электроэнергии.However, the arc current changes direction from vertical to horizontal in the metal bath, as a result of which horizontal electromagnetic forces arise, blowing electric arcs from under the electrodes. The shielding effect of the electrodes and the recess (hole) in the metal bath is reduced, the radiation of the arcs increases on the walls and arch and decreases on the metal bath, the productivity of the furnace decreases, and the energy consumption increases.

В основу настоящего изобретения была поставлена задача разработки способа плавки стали, при котором достигаются меньшие потери тепла на свод и стены печи.The basis of the present invention was the task of developing a method of steel melting, in which less heat loss is achieved on the arch and walls of the furnace.

Техническим результатом изобретения является повышение КПД дуг, производительности печи и сокращение удельного расхода электроэнергии за счет снижения воздействия излучения дуг на стены и свод печи.The technical result of the invention is to increase the efficiency of arcs, furnace productivity and reduce the specific energy consumption by reducing the effect of arc radiation on the walls and arch of the furnace.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в способе плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, согласно изобретению, воздействие электрических дуг на металл осуществляется в вертикальном направлении с их заглублением в металл.The task and the specified technical result are achieved by the fact that in the method of steel melting in a three-phase current arc furnace, according to the invention, the effect of electric arcs on the metal is carried out in the vertical direction with their deepening into the metal.

Такое воздействие дуг на металл устраняет электромагнитное выдувания дуг из-под электродов.This effect of arcs on the metal eliminates the electromagnetic blowing of arcs from under the electrodes.

Вертикальное воздействие дуг на металл с их заглублением в металл и устранением электромагнитного выдувания дуг из-под электродов позволяет повысить КПД дуг за счет увеличения их излучения на металл, снизить расход электроэнергии на 3-5%, повысить производительность печи на 3-4%.The vertical effect of the arcs on the metal with their deepening into the metal and elimination of the electromagnetic blowing of the arcs from under the electrodes allows increasing the efficiency of the arcs by increasing their radiation on the metal, reducing the energy consumption by 3-5%, and increasing the furnace productivity by 3-4%.

Проведение способа плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока иллюстрируется на чертеже, где изображена схема ведения процесса. Электрическая дуга 1 горит между электродом 2 и металлом 3. Ток дуги протекает в вертикальном направлении от электрода фазы А к подовому электроду «Ноль» фазы А. Под вертикальным воздействием электромагнитной силы в металле образуется лунка 4, в которую заглубляется дуга. Период расплавления считается законченным, когда весь металл в печи перейдет в жидкое состояние.The method of melting steel in an electric steel furnace of a three-phase current is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the process. An electric arc 1 burns between the electrode 2 and metal 3. The arc current flows in the vertical direction from the phase A electrode to the bottom electrode “Zero” of phase A. Under the vertical influence of electromagnetic force, a hole 4 is formed in the metal, into which the arc is buried. The melting period is considered to be over when all the metal in the furnace goes into a liquid state.

Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом. Каждая из трех фаз подключается к однофазному трансформатору. Один полюс однофазного трансформатора соответствующей фазы подключается к оводовому электроду печи, а второй полюс - к подовому электроду. Ток дуги протекает вертикально между сводовым и подовым электродами данной фазы и каждая из трех фаз работает независимо друг от друга.The proposed method can be implemented as follows. Each of the three phases is connected to a single-phase transformer. One pole of a single-phase transformer of the corresponding phase is connected to the gadfly electrode of the furnace, and the second pole to the bottom electrode. The arc current flows vertically between the arch and hearth electrodes of this phase and each of the three phases operates independently of each other.

Так как ток дуги не меняет своего направления с вертикального на горизонтальное, то горизонтальная электромагнитная сила отсутствует, выдувание дуги из-под электрода отсутствует, уменьшается ее излучение на стены и свод и увеличивается на ванну металла.Since the arc current does not change its direction from vertical to horizontal, there is no horizontal electromagnetic force, there is no blowing of the arc from under the electrode, its radiation to the walls and arch decreases, and increases to the metal bath.

Собственное электромагнитное поле дуги создает вертикальное усилие, которое сжимает дугу и выдавливает из-под нее металл. В результате электромагнитного давления дуги заглубляются в металл, их излучение на металл возрастает. КПД дуг, то есть отношение полезной мощности дуг, идущей на нагрев и расплавление шихты и нагрев жидкометаллической ванны, ко всей мощности дуг, увеличивается, так как уменьшается мощность, излучаемая дугами на свод и стены, и соответственно, увеличивается производительность печи, снижается время плавки и расход электроэнергии.The intrinsic electromagnetic field of the arc creates a vertical force, which compresses the arc and squeezes metal out from under it. As a result of electromagnetic pressure, the arcs are buried in the metal, their radiation to the metal increases. The efficiency of the arcs, that is, the ratio of the useful power of the arcs going to heat and melt the mixture and heating the liquid metal bath, to the total power of the arcs increases, since the power radiated by the arcs to the arch and walls decreases, and accordingly, the productivity of the furnace increases, the melting time decreases and power consumption.

Предлагаемый способ плавки стали может быть реализован на любой дуговой сталеплавильной печи переменного тока на металлургических и машиностроительных предприятиях. Необходимые однофазные трансформаторы выпускаются промышленностью и используются в частности, для питания электрошлаковых и руднотермических печей.The proposed method of steel melting can be implemented on any AC steelmaking arc furnace at metallurgical and machine-building enterprises. The necessary single-phase transformers are manufactured by industry and are used in particular for powering electroslag and ore-thermal furnaces.

Claims

The method of melting steel in an electric steel furnace of a three-phase current by the action of electric arcs on a liquid metal, characterized in that the effect of electric arcs on a liquid metal is carried out in the vertical direction when they are deepened into a liquid metal.