RU2660536C1

RU2660536C1 - Method of metal melting in electric arc furnaces with a displaced graphite electrode

Info

Publication number: RU2660536C1
Application number: RU2017127456A
Authority: RU
Inventors: Виктор Петрович Рубцов; Виталий Витальевич Сальников
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2018-07-06

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and is intended for controlling the arc combustion process in electric arc melting of metals. Method includes loading a cold stock into a refractory lined casing and lowering by means of a drive and a control system therein of a graphite electrode connected to the power supply. Before starting the melting between the cold stock and the end of the electrode, an elastic conductive element is installed, the electrode is lowered to the touch with the elastic element, a technological short circuit is provided, by means of a control system, the electrode is lifted with the formation of an electric arc first between the electrode and the elastic element, and then, as the elastic member melts between the electrode and the stock.

EFFECT: invention makes it possible to provide a softer impact of the electrode with the charge in order to avoid breakage of the electrode.

3 cl, 3 dwg

Description

Способ относится к области электротехнологии и предназначен для управления процессом горения дуги в электрической дуговой печи с перемещающимся графитовым электродом, в частности при электродуговой плавке металлов.The method relates to the field of electrical technology and is intended to control the process of arc burning in an electric arc furnace with a moving graphite electrode, in particular during electric arc metal smelting.

Наиболее близким является способ плавления металла в дуговой электрической печи, при котором в футерованный огнеупором кожух с расплавляемой шихтой опускают с помощью привода электрод, подключенный к источнику питания, зажигая дугу и осуществляя плавление шихты (см. «Электрические печи: Дуговые печи и установки спецнагрева». Учебник для вузов/А.Д. Свенчанский и др. Под ред. А.Д. Свенчанского. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981, с. 51-70).The closest is the method of melting metal in an electric arc furnace, in which an electrode connected to a power source is lowered by means of a drive into the lining with refractory lining using a drive, igniting the arc and melting the charge (see "Electric furnaces: Arc furnaces and special heating installations" A textbook for high schools / A.D. Svenchansky et al. Edited by A.D. Svenchansky, 2nd ed. Revised and supplemented, Moscow: Energoizdat, 1981, p. 51-70).

Недостатком данного способа является то, что особенно при первом после загрузки печи зажигании дуги, которое осуществляется путем перемещения электрода вниз до соударения с шихтой и последующего подъема, часто происходит поломка электрода, вызванная его изгибом, обусловленным попаданием торца на наклонный по отношению к оси электрода твердый кусок шихты.The disadvantage of this method is that, especially when the arc is ignited for the first time after loading the furnace, which is carried out by moving the electrode down to collide with the charge and then lifting it, the electrode often breaks down due to bending caused by the end face contacting the solid piece of the charge.

Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в обеспечении более «мягкого» соударения электрода с шихтой во избежание поломки электрода.The technical problem solved by the proposed method is to provide a more “soft” impact of the electrode with the charge in order to avoid breakage of the electrode.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе плавления металла в электродуговой печи с перемещающимся графитовым электродом, при котором загружают шихту в футерованный огнеупором кожух и с помощью привода опускают в него графитовый электрод, подключенный к источнику питания, согласно изобретению между шихтой и торцом электрода устанавливают упругий токопроводящий элемент, опускают электрод до касания с шихтой, вызывая технологическое короткое замыкание, с помощью системы управления обеспечивают подъем электрода, вызывая формирование электрической дуги сначала между электродом и упругим элементом, а затем между электродом и шихтой.The problem is solved in that in the known method of melting metal in an electric arc furnace with a moving graphite electrode, in which a charge is loaded into a casing lined with refractory material and a graphite electrode connected to a power source is lowered into it using a drive, according to the invention, a charge is installed between the charge and the end face of the electrode elastic conductive element, lower the electrode until it touches the charge, causing a technological short circuit, with the help of a control system provide the rise of the electrode, causing I am the formation of an electric arc first between the electrode and the elastic element, and then between the electrode and the charge.

Кроме того, в предлагаемом способе плавления металла в электродуговой печи с перемещающимся графитовым электродом упругий элемент выполняют в виде корзины с профилированным под электрод дном, обращенным к торцу электрода, а краем - к шихте, при этом края корзины выполняют зубчатыми.In addition, in the proposed method of melting metal in an electric arc furnace with a moving graphite electrode, the elastic element is made in the form of a basket with a bottom profiled under the electrode facing the end of the electrode, and the edge to the charge, while the edges of the basket are serrated.

Предлагаемый способ поясняется рисунками:The proposed method is illustrated by drawings:

на фиг. 1 приведена функциональная схема печи в разрезе;in FIG. 1 shows a functional diagram of the furnace in section;

на фиг. 2 приведен вид сбоку на упругий элемент в виде упругой корзины;in FIG. 2 shows a side view of an elastic element in the form of an elastic basket;

на фиг. 3 приведен вид сбоку на упругий элемент в виде упругой корзины, край которой выполнен зубчатым.in FIG. 3 shows a side view of the elastic element in the form of an elastic basket, the edge of which is made of a gear.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит размещенные в футерованном корпусе 1 шихту 2 и вертикально перемещаемый электрод 3, кинематически связанный через редуктор 4 и преобразователь 5 вращательного движения в поступательное с электродвигателем 6. На поверхности шихты 2 размещен токопроводящий упругий элемент 7. Кроме того, упругий элемент может быть выполнен в виде упругой корзины 8, дно которой обращено к торцу электрода 3, а край - к шихте 2. Край корзины 9 может быть снабжен зубцами 10.A device that implements the proposed method comprises a charge 2 placed in a lined housing 1 and a vertically movable electrode 3 kinematically connected through a reducer 4 and a rotary motion converter 5 to a translational electric motor 6. A conductive elastic element 7 is placed on the surface of the charge 2. In addition, the elastic the element can be made in the form of an elastic basket 8, the bottom of which is facing the end of the electrode 3, and the edge is toward the charge 2. The edge of the basket 9 can be provided with teeth 10.

Предлагаемый упругий элемент может быть реализован как в виде проволочной плетеной корзины, так и отштампованной из металлического листа, с невысоким бортиком, как показано на фиг. 2, с профилированным под электрод дном. Край упругой корзины 9 может быть снабжен зубцами 10, как это показано на фиг. 3.The proposed elastic element can be implemented both in the form of a woven wicker basket or stamped from a metal sheet with a low side, as shown in FIG. 2, with a bottom profiled under the electrode. The edge of the elastic basket 9 may be provided with teeth 10, as shown in FIG. 3.

Способ осуществляют следующим образом. Перед началом плавки на загруженную в печь шихту 2 устанавливают корзину 8 или 9 таким образом, чтобы дно было обращено к электроду 3, край лежал на шихте 2 (см. фиг. 2 и фиг. 3). Использование зубчатой корзины 9 может быть более предпочтительно, поскольку зубцы, погруженные в шихту, обеспечивают лучший электрический контакт между шихтой и электродом. При подаче напряжения на печь система управления (на чертеже не показана) обеспечивает опускание электрода до соударения с упругой корзиной 8 или 9. Упругий элемент между электродом и шихтой смягчает удар, устраняя тем самым причину возникновения поломки электрода. После соприкосновения электрода с упругим элементом, наличие которого заменяет «жесткий» удар, происходящий в известных устройствах, на «упругий» удар, безопасный для целостности электрода. При соприкосновении электрода с упругим элементом 7 возникает технологическое короткое замыкание, вызывающее увеличение тока. Увеличение тока, протекающего через электрод, воспринимается системой управления, которая обеспечивает подъем электрода. При подъеме электрода зажигается электрическая дуга сначала между электродом и упругим элементом, а затем и между электродом и шихтой. Упругий элемент расплавляется горящей дугой, обеспечивая надежный электрический контакт между электродом и шихтой.The method is as follows. Before starting melting, a basket 8 or 9 is installed on the charge 2 loaded into the furnace so that the bottom faces the electrode 3, the edge lies on the charge 2 (see Fig. 2 and Fig. 3). The use of a gear basket 9 may be more preferable since the teeth immersed in the charge provide better electrical contact between the charge and the electrode. When voltage is applied to the furnace, the control system (not shown in the drawing) ensures that the electrode is lowered until it collides with an elastic basket of 8 or 9. An elastic element between the electrode and the charge softens the impact, thereby eliminating the cause of electrode failure. After contact of the electrode with an elastic element, the presence of which replaces the "hard" shock occurring in known devices, on the "elastic" shock, safe for the integrity of the electrode. When the electrode touches the elastic element 7, a technological short circuit occurs, causing an increase in current. The increase in the current flowing through the electrode is perceived by the control system, which provides the rise of the electrode. When the electrode rises, an electric arc is ignited, first between the electrode and the elastic element, and then between the electrode and the charge. The elastic element is molten by a burning arc, providing reliable electrical contact between the electrode and the charge.

В дуговых печах при плавке из-за кускового характера шихты часто возникают технологические короткие замыкания и обрывы дуги, что приводит к необходимости повторного автоматического зажигания дуги в процессе плавки. Однако последующие (после первого) зажигания дуги практически не сопровождаются поломками электрода, поскольку куски шихты расплавились и расплавленный металл выполняет функции упругого элемента. Самым опасным с точки зрения целости электрода является зажигание дуги на «холодную» шихту. Введение упругого токопроводящего элемента между электродом и «холодной» шихтой позволяет предотвратить поломки электрода.Due to the lumpy nature of the charge in arc furnaces, technological short circuits and arc breaks often occur, which leads to the need for automatic repeated ignition of the arc during the melting process. However, the subsequent (after the first) ignition of the arc is practically not accompanied by breakdowns of the electrode, since the pieces of the charge have melted and the molten metal acts as an elastic element. The most dangerous from the point of view of the integrity of the electrode is the ignition of the arc on the "cold" charge. The introduction of an elastic conductive element between the electrode and the "cold" charge allows you to prevent breakage of the electrode.

Claims

1. A method of melting metal in an electric arc furnace with a moving graphite electrode, comprising loading a cold charge into a casing lined with refractory material and lowering a graphite electrode connected to a power source using a drive and control system, characterized in that before melting between the cold charge and an elastic conductive element is installed by the end of the electrode, the electrode is lowered until it touches the elastic element, a technological short circuit is provided, the system is controlled by I performed lifting of the electrode to form an electric arc between the first electrode and an elastic member, and then, as the melt elastic member between the electrode and the charge.

2. The method according to p. 1, characterized in that the elastic element is made in the form of a basket with a bottom profiled under the electrode facing the end of the electrode, and the edge to the charge.

3. The method according to p. 1, characterized in that the edges of the basket are serrated.