Способ плавки металла в дуговой печи постоянного тока

Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано в дуговых печах постоянного тока. В способе осуществляют загрузку шихты, ее нагрев и расплавление электрической дугой при одновременном пропускании тока через шихту и, по меньшей мере, один подовый электрод, слив из печи готового расплава. При этом после слива расплава часть шихты последующей плавки в количестве 10-20% от массы загружаемой в печь шихты подают на подовые электроды и подину под сводовым электродом, а после ее расплавления загружают основную часть шихты. Изобретение позволяет организовать надежный контакт подовых электродов с шихтой во все периоды плавки, а также повысить надежность работы печи.

 

Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано в дуговых печах постоянного тока.

Известны способы плавки в дуговых печах постоянного тока, в которых в печь загружают шихту, зажигают электрическую дугу между графитированным электродом и шихтой, причем электрическая цепь источника электропитания замыкается через графитированный электрод, шихту, электропроводную подину или подовые электроды. Для надежного электрического контакта между подиной и шихтой на подине оставляют часть расплава предыдущей плавки (болото), на который загружают шихту [1, 2].

Недостатком указанного способа является то, что непосредственно в печи невозможно выплавлять сложнолегированные стали и сплавы, так как после загрузки в болото свежей шихты и начала новой плавки легирующие элементы предыдущей плавки, например хром, взаимодействуют с окислами, обычно содержащимися в шихте, и окисляются. Таким образом, теряется до 10-25% легирующих элементов и нельзя легко переходить со сплава на сплав. При этом состояние подины под болотом не контролируется.

Эти недостатки отсутствуют в способе работы дуговой печи постоянного тока, описанном в [3]. Он включает проведение друг за другом в дуговой печи постоянного тока плавок, каждая из которых содержит загрузку шихты, ее нагрев и расплавление при пропускании тока через шихту и, по крайней мере, один подовый электрод, полный слив из печи готового расплава.

Способ имеет недостатки, заключающиеся в том, что после слива расплава на подовые электроды попадает часть шлака из расплава, который препятствует электрическому контакту между подовыми электродами и шихтой. Время от времени между подовыми электродами и шихтой загораются дуги, разрушая подовые электроды и подину печи. В некоторых случаях электрический контакт шихты с подовыми электродами целиком отсутствует. Это снижает надежность работы печи.

В известном способе плавки металла в дуговой печи постоянного тока, выбранного в качестве прототипа и включающего загрузку шихты, ее нагрев и расплавление электрической дугой при одновременном пропускании тока через шихту и, по меньшей мере, один подовый электрод, слив из печи готового расплава и загрузку шихты для очередной плавки, подачу через расплав непосредственно перед сливом расплава из печи части шихты последующей плавки, содержащей материалы, удовлетворяющие условиям контакта между шихтой и подовыми электродами [4].

Недостатками прототипа является то, что через расплав можно подать ограниченное количество шихты, т.к. она может повлиять на температуру и химсостав расплава, трудно проконтролировать попадание шихты непосредственно на подовые электроды, поверхность шихты может быть закрыта оставшимся после слива шлаком, после завалки основной части шихты между ней и ранее загруженной частью может развиться дуговой разряд, разрушающий подину и подовые электроды. Это связано с тем, что по настоящему надежный контакт формируется при накоплении расплава на подине, образующегося при расплавлении шихты. После завалки основной части шихты и инициировании дугового разряда зона расплавления длительное время располагается много выше уровня подины и расплав, замерзая внутри шихты, подины печи не достигает. В этот период высока вероятность дугообразования между шихтой и подиной с быстрым перегревом материалов подины и подового электрода.

В основу изобретения была положена задача организации надежного контакта подовых электродов с шихтой во все периоды плавки, повышение надежности печи.

Поставленная задача достигается тем, что осуществляют загрузку шихты, ее нагрев и расплавление электрической дугой при одновременном пропускании тока через шихту и, по меньшей мере, один подовый электрод, слив из печи готового расплава и загрузку шихты последующей плавки, при этом после слива расплава часть шихты последующей плавки в количестве 10-20% от массы загружаемой в печь шихты подают непосредственно на подовые электроды и подину под сводовым электродом, а после ее расплавления загружают основную часть шихты.

Сущность изобретения заключается в следующем.

После слива расплава на подовые электроды и подину печи загружают часть шихты последующей плавки. При загрузке легко проконтролировать завалку шихты непосредственно на подовые электроды и на подину печи под сводовым (графитированным, подключенному к отрицательному выводу источника питания) электродом, в случае необходимости поправить завалку. Количество части шихты по сравнению с прототипом в зависимости от ее структуры можно увеличить до 10-20% от массы загружаемой в печь шихты. При зажигании дуги на небольшую массу шихты расплав немедленно попадает на подину печи и подовые электроды, формируя обширную зону контакта между нею и подовыми электродами. Загруженную порцию шихты частично или полностью расплавляют, после чего сверху загружают основную часть шихты, между которой и ранее подплавленной так же формируется обширная область электрического контакта. При этом большая площадь контактной поверхностью между подплавленной частью шихты и основной завалкой гарантируют отсутствие дугового разряда между шихтой и подовыми электродами.

Изобретение не поясняется чертежом, т.к. его суть ясна из описания.

Способ опробован на дуговых печах постоянного тока, разработанных ООО «НТФ «ЭКТА», емкостью 6 т на ОАО «Электросталь» и 20 т АООТ «Тяжпрессмаш» и позволил устранить перегревы подовых электродов, повысить надежность работы печей, устранить перезавалки печей при отсутствии электрического контакта между шихтой и подовыми электродами.

Литература

1. Окороков Г.Н., Донец А.И. и др. Нагрев стали разрядом постоянного тока на установке выпечной обработки. 1 №0038920Х, Сталь, №5, 1994, с.38.

2. Шалимов А.Г. Современные тенденции использования электропечей постоянного тока для выплавки стали за рубежом. 1 №0038-9201, Сталь, 35, 1994, с.40-42.

3. Закомаркин М.К., Малиновский В.С., Липовецкий М.М. Дуговая сталеплавильная печь постоянного тока емкостью 25 тонн на ПО "Ижсталь". 1 №0038-920Х, Сталь. №4, 1991.

4. Патент РФ №2109073, 6 С 21 С 5/52, Способ плавки в дуговой печи постоянного тока.

Способ плавки металла в дуговой печи постоянного тока, включающий загрузку шихты, ее нагрев и расплавление электрической дугой при одновременном пропускании тока через шихту и, по меньшей мере, один подовый электрод, слив из печи готового расплава и загрузку шихты последующей плавки, отличающийся тем, что после слива расплава часть шихты последующей плавки в количестве 10-20% от массы загружаемой в печь шихты подают непосредственно на подовые электроды и подину под сводовым электродом, а после ее расплавления загружают основную часть шихты.