RU2765779C1 - Охлаждаемый электрод для металлургической электропечи - Google Patents
Охлаждаемый электрод для металлургической электропечи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765779C1 RU2765779C1 RU2020138320A RU2020138320A RU2765779C1 RU 2765779 C1 RU2765779 C1 RU 2765779C1 RU 2020138320 A RU2020138320 A RU 2020138320A RU 2020138320 A RU2020138320 A RU 2020138320A RU 2765779 C1 RU2765779 C1 RU 2765779C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- head
- channels
- cooling fluid
- cooling
- Prior art date
Links
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 29
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 21
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
- F27B3/085—Arc furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
- F27B3/20—Arrangements of heating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
- F27D11/10—Disposition of electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/02—Details
- H05B7/12—Arrangements for cooling, sealing or protecting electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции электрода для металлургической электропечи. Тело электрода изготовлено из меди или медного сплава, головка соединена с телом электрода, охлаждающие каналы выполнены в теле электрода и/или в головке, причем указанные каналы пригодны для переноса охлаждающей текучей среды для охлаждения электрода. Охлаждающие каналы содержат каналы подачи, пригодные для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, исходящем от хвостового конца к головному концу, и, по меньшей мере, один возвратный канал, пригодный для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, исходящем от головного конца к хвостовому концу, причем указанные каналы подачи и, по меньшей мере, один возвратный канал сформированы в теле электрода. Изобретение позволяет создать электрод для электропечи с длительным сроком службы и не требующий непрерывных замен. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
[0001] Настоящее изобретение в основном относится к области плавления металлов с помощью электропечи.
[0002] Более конкретно, настоящее изобретение относится к электроду электропечи для плавления металлов, например, для электродуговой печи или для печей вторичной металлургии, таких как печи-ковши.
[0003] В сталелитейной промышленности известно плавление металлов в плавильных печах, таких как электродуговые печи (ДСП), которые производят сталь с использованием электрической дуги для плавления металлолома, горячих металлов, материалов на основе железа или других металлических материалов, помещенных внутрь печи.
[0004] На этапе плавления электрическая дуга и горелки плавят загрузку металла в ванну жидкого металла. Как правило, в процессе плавления используются графитовые электроды.
[0005] Тепло, необходимое для плавления металлов, образуется при пропускании тока между одним или несколькими электродами с последующим возникновением электрической дуги между электродами и металлом. Высокая температура, создаваемая электрической дугой, плавит металлы и другие компоненты, помещенные в печь. Как правило, электроды, используемые в сталеплавильных печах, состоят из электродных колонн, то есть ряда электродов, соединенных вместе так, чтобы образовывать колонну. Таким образом, по мере того, как постепенно изнашивается электрод, ближе всего расположенный к плавящейся стали, к верхней части колонны могут быть присоединены другие электроды, чтобы обеспечить ту же длину колонны и продолжить процесс плавления.
[0006] Благодаря высокой теплопроводности графита не только наконечник электрода, но и вся электродная колонна также нагревается до очень высоких температур. Известно, что для компенсации такого повышения температуры на наружную поверхность электродов распыляют воду для снижения их внешней температуры.
[0007] К сожалению, несмотря на эти меры, из-за такой тепловой нагрузки и повышения температуры характеристики графитового электрода существенно ухудшаются с точки зрения продолжительности периода износа. Из-за этого необходимо всегда иметь под рукой запас графитовых электродов, чтобы постоянно заменять электроды по мере их изнашивания.
[0008] Задача настоящего изобретения - устранение вышеупомянутых недостатков графитовых электродов из предшествующего уровня техники. В частности, одной из задач настоящего изобретения является создание электрода для электропечи, который имеет улучшенные эксплуатационные характеристики по сравнению с графитовыми электродами известного уровня техники и, таким образом, более длительный срок службы и не требует непрерывных замен.
[0009] Согласно настоящему изобретению, решение этих задач обеспечивается с помощью электрода для металлургической электропечи и дуговой печи в соответствии с прилагаемыми независимыми пунктами формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
[0010] Признаки и преимущества электрода для металлургической электропечи и дуговой печи будут очевидны из описания, приведенного ниже в качестве неограничивающего примера, в соответствии с прилагаемыми иллюстрациями, на которых:
- на фиг. 1 показан вид в перспективе трех электродов для металлургической электропечи, например электродуговой печи, в соответствии с настоящим изобретением, при этом каждый электрод поддерживается соответствующим рукавом электрододержателя;
- на фиг. 2 показан вид сбоку электрода для металлургической электропечи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
- на фиг. 3 показан вид сверху электрода для электропечи, показанного на фиг. 2;
- на фиг. 4 показан вид с продольным разрезом по плоскости I-I, показанной на фиг. 3, варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 4а показан вид в разрезе по плоскости G-G, показанной на фиг. 2, варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 4b показан вид в разрезе по плоскости Н-Н, показанной на фиг. 2, варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 5 показан вид в продольном разрезе по плоскости I-I, показанной на фиг. 3, второго варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 5а показан вид в разрезе по плоскости G-G, показанной на фиг. 2, второго варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 5b показан вид в разрезе по плоскости Н-Н, показанной на фиг. 2, второго варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 6 показан вид в продольном разрезе по плоскости I-I, показанной на фиг. 3, третьего варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 6а показан вид в разрезе по плоскости G-G, показанной на фиг. 2, третьего варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 6b показан вид в разрезе по плоскости Н-Н, показанной на фиг. 2, третьего варианта осуществления электрода для электропечи согласно настоящему изобретению.
[0011] На прилагаемых иллюстрациях электрод для электропечи в совокупности обозначен позицией 1.
[0012] Электрод 1 пригоден для применения в металлургической электропечи, предпочтительно электродугового типа, имеющей ванну для плавления металлов. Следовательно, настоящее изобретение также направлено на металлургическую дуговую печь, содержащую, по меньшей, мере один электрод 1 согласно настоящему изобретению.
[0013] Электрод 1 содержит тело 2 электрода, изготовленное из электропроводящего материала, предпочтительно из меди или медного сплава, продолжающегося между головным концом 21 и хвостовым концом 22 вдоль продольного направления X. Предпочтительно тело 2 электрода имеет, по существу, цилиндрическую форму с осью цилиндра, которая параллельна продольному направлению X.
[0014] Изготовление тела 2 электрода из меди или медного сплава позволяет максимально увеличить рассеивание тепла и в то же время гарантировать приемлемую электрическую проводимость и длительное время работы без износа.
[0015] Электрод 1 дополнительно содержит головку 3, соединенную с телом 2 электрода, предпочтительно с возможностью отсоединения от тела 2 электрода, например с помощью винтового или байонетного соединения.
[0016] Головка 3 предпочтительно изготовлена из материала, отличающегося от материала, используемого для изготовления тела 2 электрода, предпочтительно из вольфрама. Вольфрам отличается превосходной стойкостью к воздействию высоких температур, создаваемых электрической дугой, и в то же время обладает достаточной электропроводностью.
[0017] В предпочтительном варианте осуществления тело 2 электрода частично или, предпочтительно, полностью выполнено из меди, а его головка - из вольфрама.
[0018] Тело 2 электрода и/или головка 3 имеют охлаждающие каналы 61, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 220, 221, 300, 302, 61, предназначенные для прохождения охлаждающей текучей среды, например воды или охлаждающего газа, для охлаждения электрода 1.
[0019] Предпочтительно такие охлаждающие каналы проходят через тело 2 электрода от головного конца 21 до хвостового конца 22 в продольном направлении X. Более того, предпочтительно, чтобы охлаждающие каналы были выполнены только внутри тела электрода так, чтобы охлаждающая текучая среда, циркулирующая во внутренних каналах, не контактировала с внешней средой.
[0020] В предпочтительном варианте осуществления электрод 1 содержит удлинитель 4, соединяемый, с возможностью отделения, с телом 2 электрода на стороне, противоположной головке 3, рядом с хвостовым концом 22.
[0021] Удлинитель 4 позволяет по желанию удлинять электрод 1 в продольном направлении так, чтобы длину электрода 1 можно было регулировать в соответствии с размером печи и расстоянием до металлического материала, подлежащего плавлению в этой печи.
[0022] Предпочтительно, электрод 1 содержит соединительный ниппель 5, который соединяет тело 2 электрода и удлинитель 4, как, например, показано на фиг. 5-6. Соединительный ниппель предпочтительно изготовлен из нержавеющей стали. Как альтернативный вариант, удлинитель 4 непосредственно соединен с телом 2 электрода с помощью средства резьбового или байонетного крепления, как показано, например, на фиг. 4.
[0023] В предпочтительном варианте осуществления тело 2 электрода и удлинитель 4 идентичны. В дополнительном варианте тело 2 электрода и удлинитель 4 идентичны, за исключением части, расположенной рядом с головным концом 21 тела 2 электрода.
[0024] Предпочтительно охлаждающие каналы 61, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 220, 221, 300, 302 содержат каналы 200, 202, 204, 220а, 220 подачи, пригодные для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, исходящем от хвостового конца 22 к головному концу 21, и, по меньшей мере, один возвратный канал 61, 201, 203, 205, пригодный для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, исходящем от головного конца 21 к хвостовому концу 22. Такие каналы 200, 202, 204, 220а, 220 подачи и возвратный канал(ы) 61, 201, 203, 205 получены в теле 2 электрода, в частности в оболочке тела 2 электрода, например, когда тело 2 электрода выполнено, по существу, в форме цилиндра.
[0025] Предпочтительно тело 2 электрода имеет центральное сквозное отверстие 221 от головного конца 21 до хвостового конца 22. Такое сквозное отверстие 221 содержит, по меньшей мере, один из каналов 220, 220а подачи и/или, по меньшей мере, один из возвратных каналов 61.
[0026] Предпочтительно сквозное отверстие 221 само образует один из возвратных каналов 61 или один из каналов 220 подачи.
[0027] Охлаждающие каналы дополнительно содержат, по меньшей мере, один канал 300 подачи в головку, пригодный для подачи охлаждающей текучей среды к вершине 31 головки 3, и, по меньшей мере, один возвратный канал 3 02 головки, пригодный для отвода охлаждающей текучей среды от верхушки 31 головки 3. Соответственно, канал 300 подачи в головку и возвратный канал 3 02 головки имеют гидравлическое сообщение, по меньшей мере, с одной частью каналов 220, 220а подачи и, по меньшей мере, с одной частью возвратных каналов 61 тела 2 электрода.
[0028] Канал 300 подачи головки или возвратный канал 3 02 головки предпочтительно получены непосредственно в головке 3.
[0029] Предпочтительно электрод 1 содержит соединитель 7, пригодный для соединения с телом 2 электрода или с удлинителем 4 и с рукавами 8 электрододержателя металлургической печи. В соединителе 7 выполнены охлаждающие каналы 71 соединителя, которые с одной стороны гидравлически сообщаются с охлаждающими каналами, выполненными в теле 2 электрода или удлинителе 4, ас другой стороны сообщаются с системой подачи охлаждающей текучей среды (на чертеже не показаны), пригодные для переноса и приема текучей среды, поступающей в охлаждающие каналы 71 соединителя или из них.
[0030] Система подачи охлаждающей текучей среды предпочтительно оборудована средством теплообмена для охлаждения горячей текучей среды, выходящей из электрода 1, и повторного переноса текучей среды после ее охлаждения в электрод 2.
[0031] Другими словами, охлаждающая текучая среда циркулирует из системы подачи текучей среды к охлаждающим каналам электрода 1 и наоборот, по замкнутому контуру.
[0032] Первый вариант осуществления электрода 2 подробно показан на фиг. 4-4b. В этом варианте электрод 1 содержит впускной порт ВХ (IN) для охлаждающей текучей среды и выпускной порт ВЫХ для охлаждающей текучей среды, предпочтительно выполненные в соединителе 7 и соединенные с системой (контуром) подачи охлаждающей текучей среды, например посредством линий подачи и возврата охлаждающей текучей среды, предпочтительно воды.
[0033] Впускной порт ВХ для охлаждающей текучей среды и выпускной порт ВЫХ для охлаждающей текучей среды непосредственно связаны с охлаждающими каналами тела 2 электрода или имеют гидравлическое сообщение с телом 2 электрода через охлаждающие каналы 420, 61' удлинителя, выполненные в удлинителе 4.
[0034] В этом варианте предпочтительно удлинитель и тело 2 электрода являются идентичными.
[0035] Тело 2 электрода содержит сквозное отверстие 221, ограниченное по периметру стенкой 220' отверстия. Такое сквозное отверстие 221 имеет гидравлическое сообщение с выпускным портом ВЫХ (OUT). для охлаждающей текучей среды и ограничивает возвратный канал 61 технологической текучей среды.
[0036] В этом варианте тело 2 электрода содержит множество каналов 22 0 подачи охлаждающей текучей среды, выполненных в оболочке тела 2 электрода и имеющих гидравлическое сообщение с впускным портом ВХ для охлаждающей текучей среды.
[0037] Охлаждающие каналы 220 подачи в основном продолжаются вокруг продольной оси X параллельно друг другу с промежутком между ними, как показано, например, на фиг. 4а. Такие каналы 220 подачи пригодны для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, противоположном направлению потока в возвратном канале 61.
[0038] В этом варианте головка 3 предпочтительно содержит две камеры 32, 33 головки, разделенные перегородкой 34, которая может продолжаться в возвратном канале 61, когда головка закреплена на теле 2 электрода.
[0039] Кроме того, предпочтительно, удлинитель 4, тело 2 электрода, головка 3 и, возможно, соединитель 7 соединены непосредственно друг с другом посредством резьбового или байонетного соединения, непосредственно выполненного в теле электрода, в головке и/или в соединителе.
[0040] В этом варианте охлаждающая текучая среда переносится от впускного порта ВХ к головке 3 через каналы 22 0 подачи, возможно, сначала проходя через каналы 420 подачи удлинителя 4, достигает камер 32, 33 головки и из них поступает в возвратный канал 61, то есть в сквозное отверстие 221 тела 2 электрода до тех пор, пока не достигнет выпускного порта ВЫХ. для охлаждающей текучей среды, возможно, проходя через удлинитель 4, то есть через возвратный канал 61' удлинителя 4 и каналы соединителя 7.
[0041] Второй вариант осуществления электрода 2 подробно показан на фиг. 5-5b. В этом варианте электрод 1 содержит впускной порт ВХ. охлаждающей текучей среды и выпускной порт ВЫХ. для охлаждающей текучей среды, как описано выше.
[0042] В этом варианте удлинитель и тело 2 электрода отличаются участком, расположенным около головного конца 21 тела электрода.
[0043] Как и в предыдущем варианте на фиг. 4, тело 2 электрода содержит сквозное отверстие 221, ограниченное по периметру стенкой 220' отверстия. Такое сквозное отверстие 221 имеет гидравлическое сообщение с выпускным портом ВЫХ. для охлаждающей текучей среды и ограничивает возвратный канал 61 технологической текучей среды.
[0044] Таким же образом тело 2 электрода содержит множество каналов 220 подачи охлаждающей текучей среды, выполненных в оболочке тела 2 электрода и имеющих гидравлическое сообщение с впускным портом ВХ. для охлаждающей текучей среды.
[0045] Охлаждающие каналы 220 подачи в основном продолжаются вокруг продольной оси X параллельно друг другу с промежутком между ними, как показано, например, на фиг.5а. Такие каналы 220 подачи пригодны для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, противоположном направлению потока в возвратном канале 61.
[0046] В этом варианте предпочтительно головка 3 содержит множество охлаждающих каналов 300 подачи в головку, которые в основном продолжаются вокруг продольной оси X параллельно друг другу с промежутком между ними, как показано, например, на фиг. 5b. Такие каналы 300 подачи в головку предпочтительно ведут к единственной нижней камере 32 головки, из которой охлаждающая текучая среда продолжает свой путь к возвратному каналу 302 головки.
[0047] В предпочтительном варианте осуществления, например, согласно фиг. 5, 6 и 7, внутренний канал 6 установлен и предпочтительно непосредственно закреплен в сквозном отверстии 221 тела 2 электрода.
[0048] Внутренний канал 6 ограничивает один из возвратных каналов 61 и, в частности в варианте на фиг. 5, ограничивает возвратный канал 302 головки.
[0049] Внутренний канал 6 отстоит от стенки 220' отверстия, которая ограничивает сквозное отверстие 221.
[0050] В варианте фиг. 5 внутренний канал 6 продолжается между головкой 3 и телом 2 электрода возле головного конца 21. В частности, внутренний канал 6 продолжается до нижней камеры 32 головки 3 и на определенную конечную длину L в сквозном отверстии 221, измеряемую между головным концом 21 и концом 62 внутреннего канала, который лежит в сквозном отверстии 221. Такая конечная длина L предпочтительно меньше полной длины тела 2 электрода в направлении X и, даже более предпочтительно, меньше четверти общей длины тела 2 электрода.
[0051] Таким образом, в версии, показанной на фиг. 5, охлаждающая текучая среда протекает из впускного порта ВХ. к головке 3 через каналы 220 подачи, возможно, сначала проходя через каналы 420 подачи удлинителя 4, и достигает нижней камеры 32 головки, проходящей через каналы 300 подачи в головку. Из нижней камеры 32 головки охлаждающая текучая среда протекает в возвратный канал 61, то есть во внутренний канал 6, чтобы продолжить движение к выпускному порту ВЫХ. охлаждающей текучей среды через центральное отверстие 221 в теле 2 электрода, возможно, проходя через удлинитель 4, то есть через возвратный канал 61' удлинителя 4 и охлаждающие каналы 71 соединителя 7.
[0052] Третий вариант осуществления электрода 2 подробно показан на фиг. 6-6b. В этом варианте электрод 1 содержит впускной порт ВХ. охлаждающей текучей среды и выпускной порт ВЫХ. для охлаждающей текучей среды, как описано выше.
[0053] В этом варианте удлинитель и тело 2 электрода отличаются участком, расположенным около головного конца 21 тела электрода.
[0054] Как и в предыдущем варианте на фиг. 5, тело 2 электрода содержит сквозное отверстие 221, ограниченное по периметру стенкой 220' отверстия. Однако в этом варианте осуществления сквозное отверстие 221 вмещает на всем своем протяжении в продольном направлении X внутренний канал 6, который ограничивает один из упомянутых возвратных каналов 61. Другими словами, внутренний канал 6 вставлен в сквозное отверстие 221 так, что отстоит от стенки 220' отверстия. Таким образом, сквозное отверстие 221 содержит коаксиальный охлаждающий канал 220а подачи, ограниченный и расположенный между возвратным каналом 61 (то есть внутренним каналом 6) и стенкой 220' отверстия.
[0055] Таким образом, внутренний канал 6 пригоден для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, противоположном направлению охлаждающей текучей среды, протекающей в сквозном отверстии 221 за пределами внутреннего канала 6, то есть в канале 22 0 подачи.
[0056] В варианте, показанном на фиг. 6, 6а, канал подачи и возвратный канал дополнительно содержат первичные каналы 200, 202, 204 подачи и первичные возвратные каналы 201, 203, 205, выполненные в теле 2 электрода, которые не проходят непосредственно в канал 300 подачи в головку или возвратный канал 302 головки, но которые переносят технологическую текучую среду в коаксиальный канал 220а подачи, причем последний непосредственно соединен с каналами 300 подачи в головку.
[0057] В частности, первичные каналы 200, 202, 204 подачи содержат пары чередующихся первичных каналов подачи, имеющих кольцевое расположение в продольном направлении X, с парами первичных возвратных каналов, как показано на фиг. 6а. В частности, на фиг. 6а, как и на всех других прилагаемых иллюстрациях, направление потока технологической текучей среды обозначено точкой, если поток выходит из плоскости листа (возврат), или крестиком, если поток технологической текучей среды входит в плоскость листа (подача).
[0058] Другими словами, первичные каналы подачи и возврата расположены поочередно в упорядоченной последовательности подачи-возврата, пока не будет завершено все кольцо.
[0059] Текучая среда, протекающая в первичных каналах 200, 202, 204 подачи, течет в направлении от хвостовой к головной части, тогда как текучая среда, протекающая в первичных возвратных каналах 201, 203, 205, течет в направлении от головной к хвостовой части.
[0060] Текучая среда, протекающая в первичных подающих каналах 200, 202, 204, поступающая непосредственно из впускного порта ВХ. охлаждающей текучей среды, поступает в окрестности головного конца 21 и через соединительную камеру 500 на головном конце 21 проходит в первичный возвратный канал 2 01, 203, 205, чтобы протекать в противоположном направлении и охватывать всю длину тела 2 электрода до тех пор, пока не достигнет соединителя 7, где выполнена полость 75 хвостового соединения для гидравлического сообщения между первичным возвратным каналом и коаксиальным охлаждающим каналом 22 0а подачи. В частности, если удлинитель 4 расположен между телом 2 электрода и соединителем 7, очевидно, что такой удлинитель снабжен первичными каналами подачи 400 удлинителя и первичными возвратными каналами 401 удлинителя того же самого типа, которые соответствуют первичным каналам 200, 202, 204 подачи и первичным возвратным каналам 201, 203, 205 тела 2 электрода и имеют гидравлическое сообщение с ними.
[0061] Таким образом, в варианте осуществления, показанном на фиг. 6, охлаждающая текуча среда протекает из впускного порта ВХ. в первичные каналы 200, 202, 204, пока не достигнет головного конца 21, возможно, сначала проходя через первичные каналы подачи 4 00 удлинителя. От головного конца текучая среда протекает в обратном направлении через первичные возвратные каналы 201, 203, 205 и достигает соединителя 7, возможно, проходя через первичные возвратные каналы 401 удлинителя. Вблизи соединителя 7 охлаждающая текучая среда проходит через коаксиальный охлаждающий канал 220а подачи к головке 3, возможно, проходя через коаксиальный охлаждающий канал 220а' подачи удлинителя.
[0062] Таким образом, охлаждающая текучая среда достигает нижней камеры 32 головки, проходя через каналы 300 подачи в головку. Из нижней камеры 32 головки охлаждающая текучая среда протекает в возвратный канал 61, то есть во внутренний канал 6, чтобы продолжить свое движение к выпуску ВЫХ. охлаждающей текучей среды, возможно, проходя при этом через возвратный канал 61' удлинителя 4 и охлаждающие каналы 71 соединителя 7.
[0063] Очевидно, что варианты осуществления головки 3 и тела 2 электрода, описанные в каждом варианте осуществления на фиг. 4-6, являются объединяемыми и взаимозаменяемыми, поскольку их объединяемость и взаимозаменяемость легко доступны для понимания специалисту в этой области техники.
[0064] Предпочтительно тело 3 электрода и/или удлинитель 4 и/или соединитель 7 покрыты слоем тепло- и электроизолирующего материала.
[0065] Соединитель 7 предпочтительно содержит крюк 77 для подъема электрода 1.
[0066] С точки зрения инноваций электрод по настоящему изобретению, благодаря внутреннему охлаждению с помощью текучей среды, позволяет улучшить эксплуатационные характеристики по сравнению с графитовыми электродами предшествующего уровня техники и, следовательно, обеспечивает более длительный срок службы, не требуя постоянных замен.
[0067] Кроме того, более длительный жизненный цикл исключает необходимость в пространстве для хранения большого количества электродов.
[0068] С точки зрения преимуществ головка из вольфрама позволяет получить электрод, который более устойчив к возможным ударам или повреждениям в ходе загрузки твердого лома в печь, а также обеспечивает приемлемые проводимость и прочность.
[0069] Кроме того, преимуществом является изготовление тела 2 электрода и удлинителя 4 из меди, что позволяет получить электрод с более низким удельным электрическим сопротивлением и более высокой теплопроводностью. При тех же размерах и пропускной способности по электрическому току это позволяет снизить тепловую мощность, которую необходимо рассеивать, что снижает риск усталостного разрушения.
[0070] Для специалистов в этой области техники понятно, что для удовлетворения зависящих от обстоятельств и конкретных потребностей могут потребоваться изменения в описанном выше изобретении в рамках защиты, ограниченной следующей формулой изобретения.
Claims (17)
1. Электрод (1) для металлургической электропечи, содержащий
- тело (2) электрода, изготовленное из электропроводящего материала, предпочтительно из меди или медного сплава, продолжающееся между головным концом (21) и хвостовым концом (22) в продольном направлении (X);
- головка (3), соединенная с телом (2) электрода;
- охлаждающие каналы (200, 201, 220, 61), выполненные в теле (2) электрода и/или в головке (3), причем указанные каналы пригодны для переноса охлаждающей текучей среды для охлаждения электрода (1);
в котором охлаждающие каналы (200, 201, 220, 61) содержат каналы (200, 220) подачи, пригодные для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, исходящем от хвостового конца (22) к головному концу, (21) и, по меньшей мере, один возвратный канал (61, 201), пригодный для переноса охлаждающей текучей среды в направлении, исходящем от головного конца (21) к хвостовому концу (22), причем указанные каналы подачи (200, 220) и, по меньшей мере, один возвратный канал (61, 201) сформированы в теле (2) электрода.
2. Электрод (1) по п. 1, в котором тело электрода полностью изготовлено из меди или медного сплава.
3. Электрод (1) по п. 1 или 2, в котором головка (3) соединена, с возможностью отделения, с телом (2) электрода.
4. Электрод (1) по любому из пп. 1-3, в котором головка (3) выполнена из вольфрама, а тело (2) электрода выполнено из меди.
5. Электрод (1) по любому из пп. 1-4, содержащий удлинитель (4), соединяемый с возможностью отделения, с телом (2) электрода на стороне, противоположной головке (3), рядом с хвостовым концом (22).
6. Электрод (1) по п. 5, содержащий соединительный ниппель (5), который соединяет тело (2) электрода и удлинитель (4).
7. Электрод (1) по п. 5 или 6, в котором тело (2) электрода и удлинитель (4) идентичны друг другу.
8. Электрод (1) по п. 7, в котором сквозное отверстие (221) выполнено в теле (2) электрода от головного конца (21) до хвостового конца (22), причем в указанном сквозном отверстии (221) расположен, по меньшей мере, один канал подачи (220) и, по меньшей мере, один из возвратных каналов (61).
9. Электрод (1) по п. 8, в котором внутренний канал (6), ограничивающий один из упомянутых возвратных каналов (61), установлен в сквозном отверстии (221), причем упомянутый внутренний канал (6) отстоит от стенки отверстия (220'), ограничивающей сквозное отверстие (221), и выполнен с возможностью прохождения охлаждающей текучей среды в направлении, противоположном направлению охлаждающей текучей среды, протекающей через сквозное отверстие (220) извне во внутренний канал (6).
10. Электрод (1) по любому из пп. 1-9, в котором охлаждающие каналы содержат, по меньшей мере, один канал (300) подачи в головку, пригодный для переноса охлаждающей текучей среды к вершине (31) головки (3), и, по меньшей мере, один возвратный канал головки (302), пригодный для переноса охлаждающей текучей среды в направлении от вершины (31) головки (3), причем упомянутый канал (300) подачи в головку и упомянутые возвратные каналы (302) головки имеют гидравлическое сообщение с, по меньшей мере, частью каналов подачи (200, 220) и, по меньшей мере, частью возвратных каналов (61, 201) тела электрода, соответственно.
11. Электрод (1) по любому из пп. 1-10, в котором каналы подачи содержат первичные каналы (200) подачи, не имеющие гидравлического сообщения с каналом (300) подачи в головку, и первичные возвратные каналы (201), не имеющие гидравлического сообщения с возвратным каналом (302) головки.
12. Электрод (1) по любому из пп. 1-11, содержащий соединитель (7), выполненный с возможностью соединения с рукавами (8) электрододержателя и с телом (2) электрода или с удлинителем (4), причем в упомянутом соединителе (7) охлаждающие каналы (71) соединителя на одной стороне имеют гидравлическое сообщение с охлаждающими каналами (200, 201, 220, 61), выполненными в теле (2) электрода или в удлинителе (4), а на другой стороне - с системой подачи охлаждающей текучей среды.
13. Электродуговая печь, содержащая, по меньшей мере, один электрод (1) по любому из пп. 1-12.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000005620 | 2018-05-23 | ||
| IT102018000005620A IT201800005620A1 (it) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Elettrodo raffreddato per forno metallurgico elettrico |
| PCT/IB2019/050632 WO2019224613A1 (en) | 2018-05-23 | 2019-01-25 | Cooled electrode for electric metallurgical furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2765779C1 true RU2765779C1 (ru) | 2022-02-02 |
Family
ID=63244802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020138320A RU2765779C1 (ru) | 2018-05-23 | 2019-01-25 | Охлаждаемый электрод для металлургической электропечи |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3797175B1 (ru) |
| CN (1) | CN112313348B (ru) |
| ES (1) | ES2926789T3 (ru) |
| IT (1) | IT201800005620A1 (ru) |
| RU (1) | RU2765779C1 (ru) |
| WO (1) | WO2019224613A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2828263C1 (ru) * | 2024-03-07 | 2024-10-08 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Транспортировочный средопропускающий ниппель электрода (варианты) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022064280A1 (en) * | 2020-09-26 | 2022-03-31 | Danesh Parto Naghsh Jahan Co. | An integrated hollow copper electrode in slag hole with thermal conductivity |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US5153895A (en) * | 1990-08-21 | 1992-10-06 | Pena Blas D | Nonconsumable, water-cooled electrode for electric metal smelting device |
| EP0834579A1 (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-08 | DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. | Cooling system for electrodes in D.C. electric arc furnaces |
| RU2166843C2 (ru) * | 1999-07-28 | 2001-05-10 | Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" | Нерасходуемый электрод |
| RU143915U1 (ru) * | 2013-12-20 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Нерасходуемый электрод для электрошлаковой печи |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1199358A (en) * | 1982-06-04 | 1986-01-14 | Robert W. Montgomery | Electric arc furnace electrodes |
| SE452087B (sv) * | 1986-02-19 | 1987-11-09 | Asea Ab | Elektrod for ljusbagsugn |
| CN101309530B (zh) * | 2008-07-01 | 2011-08-17 | 上海大学 | 高温炉用冷却电极 |
| CN105188162A (zh) * | 2015-10-15 | 2015-12-23 | 交城义望铁合金有限责任公司 | 用于直流电炉生产矿物棉的水冷复合电极 |
-
2018
- 2018-05-23 IT IT102018000005620A patent/IT201800005620A1/it unknown
-
2019
- 2019-01-25 WO PCT/IB2019/050632 patent/WO2019224613A1/en not_active Ceased
- 2019-01-25 EP EP19705223.6A patent/EP3797175B1/en active Active
- 2019-01-25 RU RU2020138320A patent/RU2765779C1/ru active
- 2019-01-25 ES ES19705223T patent/ES2926789T3/es active Active
- 2019-01-25 CN CN201980034221.1A patent/CN112313348B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US5153895A (en) * | 1990-08-21 | 1992-10-06 | Pena Blas D | Nonconsumable, water-cooled electrode for electric metal smelting device |
| EP0834579A1 (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-08 | DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. | Cooling system for electrodes in D.C. electric arc furnaces |
| RU2166843C2 (ru) * | 1999-07-28 | 2001-05-10 | Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" | Нерасходуемый электрод |
| RU143915U1 (ru) * | 2013-12-20 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Нерасходуемый электрод для электрошлаковой печи |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2828263C1 (ru) * | 2024-03-07 | 2024-10-08 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Транспортировочный средопропускающий ниппель электрода (варианты) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT201800005620A1 (it) | 2019-11-23 |
| EP3797175A1 (en) | 2021-03-31 |
| CN112313348A (zh) | 2021-02-02 |
| ES2926789T3 (es) | 2022-10-28 |
| EP3797175B1 (en) | 2022-06-15 |
| CN112313348B (zh) | 2022-05-13 |
| WO2019224613A1 (en) | 2019-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5426664A (en) | Water cooled copper panel for a furnace and method of manufacturing same | |
| US4435812A (en) | Electric furnace construction | |
| US3130292A (en) | Arc torch apparatus for use in metal melting furnaces | |
| US4645899A (en) | Plasma torch with hollow fluid cooled nozzle | |
| NO862016L (no) | Plasmabrenner. | |
| RU2765779C1 (ru) | Охлаждаемый электрод для металлургической электропечи | |
| PL112517B1 (en) | Electrode for arc furnaces | |
| US4393298A (en) | Liquid cooling for a welding torch | |
| US2600823A (en) | Hot top electrode tip | |
| US5200974A (en) | Electrode carrier arm for an electric arc furnace | |
| US4490825A (en) | Water-cooled electrode | |
| US4610015A (en) | Electrode assembly for arc furnaces | |
| JPS61116282A (ja) | 直流電流を用いる冶金用電気炉の炉壁電極 | |
| CZ279912B6 (cs) | Uspořádání elektrického spojení pro umístění ve stěně metalurgického zásobníku | |
| EP3752779B1 (en) | Cooled sill device for slag door of a metallurgical furnace | |
| US4446561A (en) | Axially movable electrode holder for use in electric steel production | |
| US4416014A (en) | Composite electrode for arc furnace | |
| JP3546947B2 (ja) | タンディッシュ内溶鋼加熱用アノードプラズマトーチ | |
| ITUD960182A1 (it) | Sistema di raffreddamento per elettrodi per forni elettrici ad arco in corrente continua | |
| JP2002248576A (ja) | プラズマトーチの冷却構造 | |
| KR102212239B1 (ko) | 플라즈마 토치, 플라즈마 토치용 선단 전극, 및 용탕 가열 장치 | |
| EP3225080B1 (en) | Direct current electric arc furnace for metallurgical plant | |
| EA032518B1 (ru) | Система охлаждающих каналов в электродной системе | |
| PL137307B2 (en) | Electrode for arc furnaces | |
| KR200223393Y1 (ko) | 전기저항열을 이용한 동합금 및 무산소동 주조용 턴디시 |