Способ защиты электрода электродуговой печи от окисления

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - сокращение расхода графита. В сквозные каналы в теле электрода осуществляют подачу углеродсодержащего газа пульсирующей струей в зависимости от токовой нагрузки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы» 170077б А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ !. " "" - ":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ OT ОКИСЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — сокращение расхода графита. В сквозные каналы в теле электрода осуществляют подачу углеродсодержащего газа пульсирующей струей в зависимости от токовой нагрузки. 1 ил, (21) 4681814/07 (22) 18,04.89 (46) 23,12.91. Бюл, М 47 (71) Московский вечерний металлургический институт (72) О.M,Ñîñoíêèí и С,И,Герцык (53) 621.365.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 372746, кл. B 7/08, 1971, Патент Франции М 1280718, кл. В 01 К, 1962.

Изобретение относится к области электротехники.

Целью изобретения является сокращение удельного расхода графита.

На чертеже показан электрод электродуговой печи, продольный разрез.

Электрод состоит из верхней металлической охлаждаемой части 1, которая соединяется ниппелем 2 с расходуемой графитовой частью 3, Через электрод по каналу

4 подается углеродсодержащий газ. Выход газа в рабочее пространство печи — через сквозные отверстия 5 в графитовом наконечнике, После выпуска металла из печи в период межплавочного простоя количество газа, поступающего через электрод в рабочее пространство печи, минимально и находится в пределах 5 — 50 м /ч.

Подача газа в этот период целесообразна по следующим соображениям, Электрод окисляется все время, пока он горячий (светится).

Реакция окисления графита идет по известной закономерности

C+0z - СО, СОр.

Окисление боковой поверхности электрода ведет к уменьшению его диаметра, по- а вышенному расходу графита и увеличению вероятности поломок, что также увеличивает, причем весьма существенно, удельный расход электродов, Пропускаемый через электрод углеродсодержащий газ, например природный, выделяется через отверстия в графитовом наконечнике, образуя О вокруг электрода оболочку, скорость движения которой определяется гидростатическим давлением печи на уровне торца электрода. Газ, попадая в горячую печь и двигаясь вдоль раскаленной поверхности графитового электрода, нагревается, частично может сгореть и частично разлагается с выделением сажистого углерода. Рассмотрим сначала, что дает разложение газа типа природного с точки зрения экономии электродов, На процесс разложения газа расхо1700776 дуется тЕпло„что снижает температуру вокруг электрода и уменьшает скорость реакции окисления его боковой поверхности, -Восходящий поток газа с частицами сажи экранизирует поверхность электрода от кочтакта с окислительной атмосферой печи, Частично проходящая реакция взаимодействия сажистого углерода с кислородом печной атмосферы с образованием СО и СО2 снижает окислительный потенциал газовой среды вокруг электрода.

Сажистые частицы, попадающие в зазор между верхней и нижней частями электрода, будут выполнять роль уплотнителя резьбового соединения, Соотношение, по которому газ пульсирующей струей подается через электрод в зависимости от токовой нагрузки периода жидкой ванны, имеет вид

У=Уо(1+К3) и получено на основе экспериментальных данных.

Предельные значения расхода газа при отключенных электродах выбраны из следующих соображений. Установлено, что при расходе углеродсодержащего газа менее 5 м /ч эффект защиты боковой поверхности графитового электрода отсчтствчет. Связано это с тем, что при УО (5 м /ч скорость з движения газа по каналам электрода настолько низка, что процесс разложения газа происходит в теле электрода, так как графит в силу своей большой теплопроводности хорошо прогревается на всю толщину. Образующиеся при разложении сажистые частицы (температура начала разложения углеродсодержащих газов, например природного около 600 С) закупоривают отверстия для прохода газов, и газовая струя (струи) на пути выхода в печное пространство встречает большое сопротивление.

Экспериментально установлено также, что при Ya > 50 м /ч вокруг электрода образ зуется оптически плотное (с большим со"держанием сажи, взвешенной в газовом слое) газовое кольцо, экранирующее электрод даже большого диаметра в электродуговых печах ф 610 мм (ДСП-200) от печной атмосферы достаточно надежно, и дальнейшее увеличение расхода газа эффекта практически не дает.

После завалки лома и включения печи температура графитового электрода должна возрастать, однако в связи с тем, что холодный лом, аккумулируя тепло, резко снижает температуру печных газов, температура наружной поверхности электродов не увеличивается, во всяком случае это увеличение незначительно даже по сравнению с периодом межплавочного простоя, Поэтому реакционная способность поверхности графитовых электродов не повышается, а

10 расход углеродсодержащего газа, подаваемого через электроды, поддерживается на минимальном уровне Уо.

Наибольшие скорости окисления боковой поверхности графитового электрода приходится на период жидкой ванны, когда дуги неэкрэнированы ломом и облучают непосредственно электроды. Особенно резко влияние облучения дуг поверхности электродов проявляется у печей, работающих На длинных дугах со сверхмощными печными трансформаторами. Кроме того, в перИод жидкой ванны электроды получают нагрузку и переизлучением энергии дуг зеркалом

15 ванны и поверхностью кладки. Это весьма существенно для участков электродов выше

0,6-0,8 м от торцовой поверхности. Известно, например, что на длине графитового электрода до 0,8 м от торца тепловые на20 грузки могут достигать значений, превышающих 1000-1200 кВт/м (относится к печам, работающим с мощными и сверхмощными трансформаторами). Учитывая также, что температура печных газов в этот период на25 ходится на уровне 1200-1500 С, следовательно реакционная способность- печной среды имеет наивысшее по сравнению с другими периодами значение, скорость окисления графита в период жидкой ванны

30 максимальна и зависит от токовой нагрузки электрода.

Токовая нагрузка электрода определяет не только выделяемую им мощность, которая и определяет температуру графита и, 35 следовательно, угар электрода за счет окисления боковой поверхности, Но и определяет величину так называемого Джоулева тепла, которое выделяется в проводнике при пропускании через него тока. Это тепло

40 дополнительно повышает температуру графита, способствуя ускорению его эрозии.

В связи с этим предлагается увеличить расход углеродсодержащего газа пропорционально току периода плавления, Соосная подача газа в канал электрода пульсирующей струей обеспечивает очистку газовых каналов в теле электрода от частиц сажистого углерода при разложении газа в самом электроде, Установлено, что при минимальном расходе газа УО очистка газовых каналов возможна при частоте пульсаций не менее 20 в 1 мин, в противном случае каналы зашлаковываются сажей. Пульсирующая струя как бы пробивает каналы, поддерживая их в состоянии проходимости для газового потока, С увеличением расхода газа через электроды — период жидкой ванны— частота пульсации газовой струи, обеспечивающая проходимость каналов, снижается.

Экспериментально установлено, что для пе1700776 риода жидкой ванны она не менее 10 в 1 мин.

Возможно также, что часть газа, подаваемого через электроды, сгорит не успев разложиться. Выделяющееся при этом тепло в какой-то мере сократит потребности электроэнергии, а в период межплавочного простоя и начальных периодов плавки горения газа вблизи поверхности электрода предотвратит или существенно смягчит тепловой удар при включении печи.

Составитель Г.Тараканова

Редактор Л.Гратилло Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова

Заказ 4479 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Значение коэффициента пропорциональности К получено экспериментально с учетом статистического анализа расхода электродов различных диаметров на различных заводах страны.

Таким образом, подача углеродсодержащего газа через электроды в зависимости от токовой нагрузки периода жидкой ванны существенно уменьшит окисление боковой поверхности графитового электрода, предотвратит уменьшение его диаметра на всей длине, и, следовательно, снизит вероятность поломок электродов, благодаря чему сократится расход графита при выплавке стали.

Формула изобретения

Способ защиты электрода электродугО-. вой печи от окисления, при котором осуществляют подачу углеродсодержащего газа

5 соосно электроду через сквозные каналы в

его теле, отличающийся тем, что, с целью сокращения удельного расхода графита, подачу углеродсодержащего ra3a осуществляют пульсирующей струей, причем в

10 период межплавочного простоя и расплавления частоту пульсаций поддерживают не менее 20 в 1 мин, в период образования жидкой ванны — не менее 10 в 1 мин, в период межплавочного простоя и расплав15 ленив поддерживают минимальный расход газа УО=5-50 м /ч, а в период образования з жидкой ванны — Y-У, 1+KJ). где У вЂ” расход газа м /ч;

К вЂ” коэффициент пропорциональности

20 м /ч Ка, равный (6-10) — для электродов диаметром 610 мм и более; (10-20) 10 для электродов диаметром 500-555 мм; (2545) 10 — для электродов диаметром 400 мм и менее;

25 J — сила тока через электрод в период жидкой ванны, кА.

Способ защиты электрода электродуговой печи от окисления Способ защиты электрода электродуговой печи от окисления Способ защиты электрода электродуговой печи от окисления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для графитированных электродов дуговых сталей плавильных печей

Изобретение относится к металлургии и может найти применение в электропечах с графитированными или угольными электродами

Изобретение относится к производству графитированных электродов с защитным покрытием, в частности, для электродуговых и восстановительных печей

Изобретение относится к металлургии, в частности, к конструкции электродов для электродуговых плазменных реакторов-сепараторов для одновременного получения расплавов тугоплавких металлических материалов и тугоплавких неметаллических материалов и возгонов и может быть использовано в строительной промышленности, конкретно в производстве цемента, химической промышленности и металлургии

Изобретение относится к узлу с резьбовым соединением, содержащему наружную деталь с внутренней резьбой и связанную с ней внутреннюю деталь с внешней резьбой
Изобретение относится к электротермии, в частности к электродам дуговых электрических печей, состоящих из графитовых цилиндрических секций и резьбовых соединений, и может быть использовано в дуговых электропечах при производстве стали и цветных металлов
Наверх