Способ спекания самоспекающегося электрода трехэлектродной руднотермической электропечи
Существо изобретения: при работе печи производят периодически реверсивный поворот электрода. Периодичность поворота определяют по формуле в зависимости от температурных условий обжига. 4 ил.
(г9) (l 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 05 В 7/09
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО-ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Д
)o ,>
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792397/07 (22) 29 .12.89. (46) 07.07.92. Бюл. М 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт электротермического оборудования (72) Л.З.Беленький, А.Г.Лыков и Л.А.Рязанцев (530 621.365.22 (088,8) (56) Рысс М.А. Печи с вращающейся ванной для производства ферросплавов. — М., 1964, с.19 — 22.
Патент Японии
N 46-14633, кл. Н 05 В 3/06, 1971.
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для регулирования режима коксования электродов трехэлектродных рудно-термических электропечей черной и цветной металлургии, а также химической промышленности.
Известен способ самоспекающегося электрода, включающий в себя подвод электрического тока к электроду через контактные щеки.
При известном способе спекания наблюдается неравномерное распределение температур по сечению электрода. Поверхность эоны коксования электродной массы в области контактных щек имеет сложную форму: сторона электрода, обращенная к центру электропечи, имеет более высокую температуру. Перегрев внутренних участков электродов, имеющий место главным образом из-эа наличия повышенного выделения мощности в центре печной ванны.в результате эффекта близости при взаимодействии (54) СПОСОБ СПЕКАНИЯ САМОСПЕКАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРОДА ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ
РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ (57) Существо изобретения: при работе печи производят периодически реверсивный поворот электрода. Периодичность поворота определяют по формуле в зависимости от температурных условий обжига, 4 ил. электродов. нарушает оптимальный режим коксования электродной массы в электроде.
Поэтому в электроде появляются повышенные перепады температур по его поперечному сечению, вызывающие термические напряжения и обломы электродов. При обломе электрода электропечь останавливается на длительное время.
В большей степени выравнивание изотерм коксования электродной массы в электроде достигается за счет вращения электрода вокруг своей оси, так как при этом внешняя и внутренняя стороны поверхности электрода, меняясь местами. оказываются в близких температурных условиях, Недостаток этого способа заключается в том, что режим вращения не является оптимальным и не обеспечивает полученных условий для повышения стойкости электрода и снижения электрических потерь в нем.
Цель изобретения — повышение стойкости и снижение электрических потерь .
1746540
Указанная цель достигается благодаря тому, что согласно способу спекания самоспекающегося электрода трехэлектродной рудно-термической электропечи, заключающемуся в подводе электрического тока к 5 электроду через контактные щеки и повороте электрода, производят полуоборот электрода вокруг его оси с периодичностью, определяемой уравнением
hh гасП
t где z — время, необходимое для восстановления температурного поля электрода в зо- 15 не его коксования после полуоборота электрода, ч;
hh — разность высот между положением внутренней и внешней точек изотермы коксования электрода, см; 20
grad Т вЂ” градиент температур на поверхности электрода в вертикальном направлении в зоне его коксования, С/см;
V — скорость изменения температуры (нагревания или остывания) на поверхности 25 электрода в зоне его коксования, С/ч. . Существо изобретения заключается в том, что при периодическом осуществлении полуоборота электрода более нагретые его участки, обращенные к центру электропечи, 30 оказываются в более охлажденной зоне; обращенной к периферии электропечи, а внешние участки электрода оказываются в более нагретой зоне, обращенной к центру электропечи. По истечении определенного 35 времени вновь производят полуоборот электрода, т.е. возвращают электрод в ис- . ходное положение.
Периодичность осуществления полуоборота электрода определяется следую- 40 щим образом. Разность высот Ь h между положением внутренней и внешней точек изотермы спекания электрОда зависит от ряда факторов (состав электродной массы, диаметр электрода, плотность тока в нем, 45 марка выплавляемого шлака), совокупность которых определяет ток предел величиныЬ h, превышение которого приводит к отрицательным последствиям (перекоксование и недококсование различных частей электро- 50 да, температурные перепады с образовани- .. ем трещиН в электроде). При повороте . электрода вокруг своей оси на.180 крайние точки изотермы (внешняя и внутренняя) будут смещаться (соответственно, вниз и 55 вверх) со скоростью V<, которая зависит от скорости остывания "горячей" стороны электрода (нагревания "холодной" стороны электрода) после его поворота V< и от rpaдиента температур grad Т на поверхности электрода в вертикальном положении, В результате получают, что периодичность вращения электрода определяется формулой.
Практика эксплуатации самоспекающихся электродов разных диаметров, а также исследования их температурных полей в различных режимах поКазывают, что обычно величина hh лежит в пределах 15-25 см, величина Vr — в пределах 30-60 С/ч, величина grad Т вЂ”. в пределах 10-24 С/см. Поэтому при нормальной эксплуатации электродов величина т может принимать различные значения в широком диапазоне в зависимости от сочетания этих параметров — в пределах от 2,5 до 20 ч. Для каждой конкретной печи величина т может быть уточнена на основании исследований или справочных данных по hh, grad Т и V< по предлагаемой формуле.
Поворот электрода на 180 С (полуоборот) целесообразно осуществлять за 1 — 3 мин.
Указанный способ осуществляется благодаря тому, что в известном устройстве самоспекающегося электродг трехзлектродной руднотермической электропечи, содержащем электроконтактный узел с дистанционным прижимом.и отжимом контактных щек, механизм перепуска электрода с верхним и нижним зажимными кольцами, установленный на траверсе гидроподьемника, конструкция снабжена механизмом реверсивного вращения в горизонтальной емкости нижнего зажимного кольца с .зубчатой парой на выходному валу привода. установленного на опоре, закрепленной на траверсе гидроподьемника, а опора выполнена в виде упорного шарикоподшипника, расположенного концентрично электроду.
На фиг.1 показана электродная. свеча, общий вид; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — электрод с указанием расположения изотермы коксования электрода до полуоборота электрода (т.е. в исходном положении), продольное сечение: на фиг.4— электрод с указанием расположения. изотермы. коксования электрода после полуоборота электрода, продольное сечение.
Конструкция содержит электроконтактный узел с нажимным кольцом 1 вокруг контактных щек 2, примыкающих к электроду 3.
Упор 4 нажимного кольца 1 с помощью болтов 5 соединен с контактной щекой 2, 1746540 электрода 3, в результате чего приводной вал включает в работу зубчатую пару 16 и производится полуоборот устройства для перепуска вместе с электродом 3. При этом
5 изотерма 18 через определенное время зай* мет противоположное расположение (фиг.4), т.е, более высокий уровень скоксованной электродной массы 19 будет располагаться в первоначальный момент на
10 наружном участке электрода 3.
По истечении определенного времени, т.е. когда верхняя точка изотермы 18 вновь будет расположена на внутренней стороне электрода 3, обращенной к центру электро15 печи, возвращают электрод 3 в исходное положение с помощью реверсивного меха низма 15.
Преимущество и редлагаемого способа состоит в том, что Обеспечивается симмет20 рирование температурного поля электрода
3, т.е. периодическое выравнивание изотермы 17 коксования электродной массы 19 в процессе эксплуатации электропечи.
Поворот (полуоборот} электрода 3 поло25 жительно влияет на его расходование.
hhgradT
Нажимное кольцо 1 и щеки 2 подвешены к несущему кожуху 6, прикрепленному к траверсе 7 гидроподьемника 8, установленного на перекрытии 9. Электроды 3 погружены в ванну электропечи 10. На траверсе
7 установлено устройство для перепуска электрода, содержащее зажимные кольца: нижнее 11 и верхнее 12.
Для центрирования несущего кожуха 6 вокруг него расположен направляющий цилиндр 13, установленный на перекрытии 9.
Нижнее зажимное кольцо 11 установлено, например, на шаровой опоре 14, расположенной концентрично электроду 3.
Устройство для перепуска электрода 3 снабжено механизмом 15 реверсивного вращения в горизонтальной плоскости, который включает в себя зубчатую пару 16, одна из шестерен которой прикреплена к кольцу 11, а другая к валу 17 привода механизма 15; Механизм 15 закреплен на траверсе 7 гидроприемника 8..
На фиг.3 и 4 изображены различные положения иэотерм 18 коксования электродной массы 19 относительно центра электропечи.
Способ спекания самоспекающегося электрода трехэлектродной руднотермической электропечи осуществляется следующим образом, При установившемся режиме работы электропечи при выплавке различных спла-. вов из-за наличия повышенного выделения . мощности в центре ванны 10 в результате эффекта близости при взаимодействии электродов 3, на внутренних участках электродов, обращенных к центру электропечи, наблюдается повышенный уровень скоксованной электродной массы 19, и изотерма
18, как правило, имеет вид параболы.
В период установившегося технологического режима плавки любого сплава в электропечи производят полуоборот последовательно каждого электрода 3..
Для полуоборота электрода 3 необходимо произвести следующие операции.
Вначале отжимаются контактные щеки
2.от электрода 3, отжим щек 2 от электрода
3 достигается благодаря тому, что упоры 4 жестко соединены со щеками 2 болтами 5.
Затем включается механизм реверсивного вращения в горизонтальной плоскости 15
Формула изобретения .
Способ спекания самоспекающегося электрода трехэлектродной руднотермиче30 ской электропечи, при котором подводят к электроду электрический ток и осуществляют поворот электрода, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стойкости электрода и снижения электрических потерь пу35 тем улучшения режима коксования, производят реверсивный поворот электрода . с периодичностью т. определяемой по формуле где hh — разность высот между положением внутренней и внешней точек изотермы кок45 сования электрода, см;
grad Т вЂ” градиент температур на поверхности электрода в вертикальном направлении в зоне его коксования, С/см:
V< — скорость изменения температуры
50 (нагревания или остывания) на поверхности электрода в зоне его коксования, С/ч.
1746540
1746540
Составитель Г.Тараканова
Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик
Редактор Е.Папп
Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул. Гагарина, 101
Заказ 2404 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
