RU2410444C1

RU2410444C1 - Dc arc steel furnace

Info

Publication number: RU2410444C1
Application number: RU2009116656/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Макаров (RU); Анатолий Николаевич Макаров; Татьяна Игоревна Запрометова (RU); Татьяна Игоревна Запрометова; Юрий Алексеевич Луговой (RU); Юрий Алексеевич Луговой
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2011-01-27
Also published as: RU2009116656A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, namely, to electrothermal equipment. Proposed device comprises housing, drain chute, crown and crown electrode. Central hearth electrode is arranged in furnace hearth, aligned with hearth electrode. Two lateral hearth electrodes are arranged on both sides of central hearth electrode to allow their switching on, either in turn or combined, at the end of smelt.

EFFECT: higher efficiency, reduction in power consumption making, at least, 5-6%.

1 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, к области электротермической техники, а именно к устройствам дуговых сталеплавильных печей.The invention relates to ferrous metallurgy, to the field of electrothermal technology, and in particular to devices of arc steel-smelting furnaces.

Известны дуговые печи постоянного тока, содержащие следующие части и механизмы: корпус, образованный металлической оболочкой с футеровкой и имеющий проем для подачи материалов плавки, расположенный над подом, и проем для слива металла, свод, установленный над корпусом, водоохлаждаемые узлы, установленные соответственно на металлической оболочке корпуса и на своде, вертикально расположенный сводовый электрод, который закреплен в корпусе электродержателя и через отверстие в центре свода введен в плавильное пространство электропечи; один подовый электрод; механизм наклона печи для слива металла и удаления шлака, механизм подъема и отворота свода или выката ванны для завалки печи шихтой. Электропитание производится от специализированного источника постоянного тока, представляющего собой комплект оборудования, включающий силовой трансформатор, преобразователь, сглаживающие реакторы, теплообменник. (RU №2048662 С22В 9/20, 1995 г.).Known DC arc furnaces containing the following parts and mechanisms: a housing formed by a metal shell with a lining and having an opening for supplying melting materials located above the hearth, and an opening for draining metal, a vault mounted above the housing, water-cooled units mounted respectively on a metal the shell of the housing and on the arch, a vertically located arch electrode, which is fixed in the housing of the holder and through the hole in the center of the arch is introduced into the melting space of the electric furnace; one hearth electrode; a furnace tilting mechanism for draining metal and removing slag; a mechanism for lifting and flipping the arch or rolling out a bath for filling the furnace with a charge. Power is supplied from a specialized DC source, which is a set of equipment, including a power transformer, a converter, smoothing reactors, a heat exchanger. (RU No. 2048662 C22B 9/20, 1995).

Прототипом изобретения является дуговая сталеплавильная печь постоянного тока (ДСППТ), содержащая корпус, образованный металлической оболочкой с футеровкой, свод и один сводовый электрод, сливной желоб, ванну, под с центральным подовым электродом и рабочее окно (Григорьев В.П., Нечкин Ю.М., Егоров А.В., Никольский Л.Е. / Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производства. М.: МИСИС, 1995. - 512 с., 111-115 с.). В начале плавки стали в ДСГШТ коэффициент полезного действия дуги достаточно высок, и составляет 0,93. Поток излучения столба дуги падает на шихту и на лужу металла на поде печи, и только небольшая часть его (5 - 6% потока излучения столба дуги) выходит из колодца и попадает на свод печи. В процессе расплавленная часть стен печи освобождается от шихты и попадает под прямое излучение дуги, полезная мощность дуги, которая идет на нагрев и расплавление металла, снижается до 78%. К окончанию расплавления, вследствие того, что полезной является только часть потока излучения, падающая в нижнюю полусферу, КПД уменьшается до 0,55-0,60.A prototype of the invention is a direct current arc steelmaking furnace (DSPPT), comprising a housing formed by a metal shell with a lining, a vault and one vault electrode, a drain trough, a bathtub, underneath with a central hearth electrode and a working window (Grigoryev V.P., Nechkin Yu. M., Egorov A.V., Nikolsky L.E. / Design and engineering of steelmaking units. M: MISIS, 1995. - 512 p., 111-115 p.). At the beginning of steel smelting in DSGShT the efficiency of the arc is quite high, and is 0.93. The radiation flux of the arc column falls on the charge and on a pool of metal on the bottom of the furnace, and only a small part of it (5 - 6% of the radiation flux of the arc column) leaves the well and enters the arch of the furnace. In the process, the molten part of the furnace walls is freed from the charge and falls under direct arc radiation, the useful power of the arc, which is used to heat and melt the metal, is reduced to 78%. By the end of the melting, due to the fact that only part of the radiation flux incident on the lower hemisphere is useful, the efficiency decreases to 0.55-0.60.

Недостатком известного устройства является нерациональность окончательного периода расплавления, так как значительная часть потока излучения дуги поступает в верхнюю полусферу (40-45%) и это потери мощности дуги, которые расходуются на нагрев и износ, оплавление футерованной части стен и свода и нагрев воды в водоохлаждаемой части стен и свода.A disadvantage of the known device is the irrationality of the final melting period, since a significant part of the arc radiation flux enters the upper hemisphere (40-45%) and this is the loss of arc power, which is spent on heating and wear, fusing the lined part of the walls and arch and heating the water in a water-cooled parts of the walls and arch.

Задачей изобретения является увеличение излучения дуги на металл и снижение на свод и стены.The objective of the invention is to increase the radiation of the arc on the metal and a decrease on the arch and walls.

Техническим результатом является увеличение КПД дуги, снижение расхода электроэнергии, повышение производительности дуговых сталеплавильных печей.The technical result is to increase the efficiency of the arc, reduce energy consumption, increase the productivity of arc steel furnaces.

Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что в дуговой сталеплавильной печи постоянного тока, содержащей корпус, образованный металлической оболочкой с футеровкой, сливной желоб, свод и свободный электрод, под с центральным подовым электродом, расположенным на одной оси со сводовым электродом, и рабочее окно, согласно изобретению в поде печи по обе стороны от центрального подового электрода дополнительно установлены два боковых подовых электрода с возможностью поочередного или совместного их включения в конце периода расплавления шихты.The task and the specified technical result is achieved by the fact that in a direct current steelmaking furnace containing a housing formed by a metal shell with a lining, a drain trench, a roof and a free electrode, underneath with a central hearth electrode located on the same axis as the roof electrode, and a working the window according to the invention in the furnace hearth on both sides of the central hearth electrode, two side hearth electrodes are additionally installed with the possibility of their alternate or joint inclusion in the end of the melting period of the mixture.

Установка в печи дополнительно двух боковых подовых электродов позволит увеличить излучение дуги на металл и снизить на свод и стены, вследствие чего повысится КПД, снизится расход электроэнергии и повысится производительность печи.The installation of an additional two side hearth electrodes in the furnace will increase the arc radiation on the metal and reduce it on the arch and walls, as a result of which the efficiency will increase, the energy consumption will decrease and the furnace productivity will increase.

Расположение дополнительных боковых подовых электродов по обе стороны от центрального подового электрода является наиболее рациональным вследствие увеличения излучения на металл и снижения излучения на свод и стены.The location of the additional lateral hearth electrodes on both sides of the central hearth electrode is the most rational due to increased radiation to the metal and reduced radiation to the arch and walls.

Устройство поясняется чертежом, где представлен общий вид устройства.The device is illustrated in the drawing, which shows a General view of the device.

Устройство, изображенное на чертеже, содержит корпус 1, образованный металлической оболочкой с футеровкой, рабочее окно 2, шихту 3; свод 4, установленный над корпусом 1; вертикально расположенный сводовый электрод 5; ванну 6; сливной желоб 7. На одной оси со сводовым электродом 5 расположен центральный подовый электрод 8. По обе стороны от него дополнительно установлены два боковых подовых электрода 9, 10, размещенные в поде 11 печи.The device shown in the drawing contains a housing 1 formed by a metal shell with a lining, a working window 2, a charge 3; vault 4 mounted above the housing 1; vertically located vault electrode 5; bath 6; drain chute 7. On the same axis as the vault electrode 5, there is a central hearth electrode 8. On either side of it there are additionally two side hearth electrodes 9, 10 located in the hearth 11 of the furnace.

Устройство работает следующим образом. Вначале происходит завалка шихты 3 при поднятом и отодвинутом своде 4. Затем свод закрывают и сводовый электрод 5 опускают в рабочее пространство печи. После зажигания дуги сводовый электрод 5 поднимают вверх, дуга сводового электрода горит над шихтой 3, прорезая в ней колодец. В этот момент работают сводовый электрод 5 и центральный подовый электрод 8, что обеспечивает вертикальное горение дуги, формирование колодца в виде усеченного перевернутого конуса, устойчивость горения дуги, снижение количества коротких замыканий. Поток излучения дуги падает на шихту 3 и на лужу металла на поде 11 печи и только небольшая часть его (5-6% потока излучения столба дуги) выходит из колодца и попадает на свод 4 печи. При прожигании колодца растет длина дуги и напряжение на ней, сводовый электрод 5 по мере проплавления колодца опускают. В процессе расплавленная часть стен печи освобождается от шихты 3 и попадает под прямое излучение дуги, то есть она уже не экранирована шихтой 3 и интенсивно излучает на все пояса стен и свод 4. Таким образом, полезная мощность дуги уменьшается, коэффициент полезного действия составляет 0,56-0,59.The device operates as follows. Initially, the charge 3 is loaded with the raised and retracted vault 4. Then the vault is closed and the vault electrode 5 is lowered into the working space of the furnace. After ignition of the arc, the vault electrode 5 is lifted up, the arc of the vault electrode burns above the charge 3, cutting a well in it. At this moment, the vault electrode 5 and the central hearth electrode 8 work, which ensures vertical arc burning, the formation of a well in the form of a truncated inverted cone, the stability of arc burning, and the reduction in the number of short circuits. The flow of arc radiation falls on the charge 3 and on a pool of metal on the hearth 11 of the furnace and only a small part of it (5-6% of the radiation flux of the arc column) comes out of the well and enters the arch 4 of the furnace. When burning a well, the arc length and voltage on it increase, the vault electrode 5 is lowered as the well is penetrated. In the process, the molten part of the walls of the furnace is freed from the charge 3 and falls under the direct radiation of the arc, that is, it is no longer shielded by the charge 3 and intensively radiates to all wall zones and the arch 4. Thus, the useful power of the arc decreases, the efficiency is 0, 56-0.59.

В конце периода расплавления во избежание оплавления футеровки длину дуги уменьшают. Уменьшение длины дуги приводит к уменьшению доли излучения дуги на футеровку стен и свода 4 и к увеличению доли излучения дуги на ванну 6. В этот период плавки источник питания поочередно подключают то к боковому подовому электроду 9, то к боковому подовому электроду 10, либо совместно к обоим боковым подовым электродам 9 и 10, что обеспечивает отклонение дуги на 35°-45°. При горении дуги и работе центрального подового электрода 8 путь тока вертикальный и дуга горит вертикально. При включении боковых подовых электродов 9 и 10 ток меняет направление и протекает под углом 50°-55° к оси сводового электрода, что вызывает электромагнитное усилие, выдувающее дугу к стене, в которой расположен другой электрод.At the end of the melting period, in order to avoid melting of the lining, the arc length is reduced. Reducing the length of the arc leads to a decrease in the proportion of arc radiation to the lining of the walls and arch 4 and to an increase in the proportion of arc radiation to the bath 6. During this melting period, the power source is alternately connected either to the side hearth electrode 9, then to the side hearth electrode 10, or together to both side hearth electrodes 9 and 10, which provides an arc deflection of 35 ° -45 °. When burning the arc and the operation of the central hearth electrode 8, the current path is vertical and the arc burns vertically. When you turn on the side hearth electrodes 9 and 10, the current changes direction and flows at an angle of 50 ° -55 ° to the axis of the arch electrode, which causes electromagnetic force, blowing the arc to the wall in which the other electrode is located.

Предлагаемое устройство позволяет достичь следующих результатов: повышение КПД на 15%, повышение производительности и, как следствие, сокращение удельного расхода электроэнергии не менее чем на 5-6%. Изобретение находится на стадии технического предложения.The proposed device allows to achieve the following results: increased efficiency by 15%, increased productivity and, as a result, a reduction in specific energy consumption by at least 5-6%. The invention is at the stage of a technical proposal.

Claims

DC steelmaking furnace, comprising a housing formed by a metal shell with a lining, a drain trough, a roof and a roof electrode, underneath with a central hearth electrode located on the same axis as the roof electrode, and a working window, characterized in that both The sides of the central hearth electrode are additionally equipped with two side hearth electrodes with the possibility of their alternating or joint inclusion at the end of the charge melting period.