Способ получения стали в электродуговых пецах

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБ РЕТЕ Н H$I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 557109 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.08. 73 (21) 1952680/02 (23) Приоритет - (32) 29.08.72 (31) 203 91 (33) НРБ (43) Опубликовано05.05.77. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 02. 07.77 (51) М. Кл.е

С 21 С 5/52

Государственный комитет

Совета Миниотров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 669.046 (088.8) Иностранцы

Александър Йорданов Вълчев, Емил Панталеев Нинов, Васил Георгиев Пеев, Вельо Тодоров Велев, Георги Александров Високомогилскии Йордан ИвановКрьстеняков (НРБ)

Иностранное предприятие

НИПКТИ по черна Металлургия Ботунец Беэиде Софийско (НРБ) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЕЧАХ

Изобретение относится к электрометаллургии стали. Известен способ, по которому ток подводят непосредственно к расплавленной стали через дно печи, причем в этом случае расплавленная сталь включена в электрическую цепь.

Однако этот способ недостаточно надежен, Печи, эксплуатируемые при этом способе, не нашли промышленного применения.

Известно, что с точки зрения электротермии дуга постоянного тока намного предпочтительней дуги переменного тока. В последнем случае одно и то же количество тепла выделяется у двух полюсов, в то время как в первом случае, т.е. при дуге постоянного тока, у анода тепла выделяется в несколько раз больше, чем у катода.

Кроме того, дуга постоянного тока стабильнее дуги переменного тока.

Однако в настоящее время сталь не по лучают. в печах постоянното тока, посколь ку известные конструкции дуговых печей переменного тока не обеспечивают каких« либо преимуществ при применении постоянного тоха.

Кроме того, в современных мощных и сверхмощных печах соединение источника постоянного тока с железными материалами. т.е. расплавленной сталью, не может быть осуществлено способом, по которому ток непосредственно через дно печи подводят к железным материалам, которые включены в электрическую цепь. В настоящем описании термин "железные материа1О лы охватывает все металлические материалы, загружаемые в дуговую печь, например, такие, как стальной лом (включая лом высоколегированных стальных сплавов), губчатое железо, металлизованные окатыши, 15 ферросплавы, легирующие материалы и т.д, Белью изобретения является обеспечение получения стали постоянным током, а также надежной в работе дуговой печи постоянного тока для осуществления спи соба, в которой положительный полюс источника постоянного тока в течение плавки надежно соединяется с железными материалами и с расплавленной сталью в те» чение металлургических процессов (окисление, легирование. очистка и т д-J.

5."1 71

Лля этот о предлагается способ, по которому получение стали осуществляют при помощи дуг, получаемых одним ипи более подвижными углеродными катодами, соединенными в течение всей плавки с отри:цательными полюсами источника постоян= ного тока одним или более плавильными анодами, соединенными во время плавления положительными полюсами источников постоянного тока и прижатыми к твердым щ железным материалам. Горение дуги происходит между подвижными углеродными ка тодами и железными материалами, а затем между этими катодами и расплавленной сталью. После покрытия дна печи расплав- р ленной сталью положительные полюса источника постоянного тока соединяют с од-. ним или более металлическими водоохлаждаемыми нроцессными анодами, находящимися в контакте с расплавленной сталью таким образом, что до конца плавки дуги горят только подвижными углеродными катодами и расплавленной сталью.

Термин "углеродные катоды означает катоды из углеродсодержашего материала, щ по которым ток поступает в печь и которые соединены с отрицательными полюсами источников постоянногб тока.

Термин "подвижные плавильные аноды включает подвижные электроды, соединяе- щ мые в течение -плавления с положительными полюсами источников постоянного тока, которые находятся в постоянном электрическом контакте с железными материалами.

Под металическими водоохпаждаемыми BS процессными анодами" понимаются водоох« лаждаемые электроды, соединяемые при осуществлении металлургических процессов (orислительный период, восстановительный пе.:иод и т.,"..) . с положительными полюсами 40 источников постоянного тока и находящиеся в постоянном электрическом контакте с расплавленной сталью.

Луговая печь для осуществления предложенного способа состоит из дна, стенок 45 и свода. В отверстия свода вставлены подвижные угперодные катоды, каждый из которых связан с соответствующим приводом. Катоды через выключатели соединены с отрицательными полюсами источников 50 тока.

В отверстия, расположенные над уровнем порога загрузочного окна, вставлены один или более подвижных плавильных ан дов, связанных с устройством, поджи- 55 мающим их к железным материалам. Эти аноды через выключатели соединены с положительными полюсами источников постоянного тока.

Плавильные аноды могут быть изготов- 60

О9 лены известными способами (утлеродные электроды, металлические водоохлаждаеглые электроды или металлические водоох- лаждаемые электроды с соответствующими электропроводными колпачками), Печь снабжена металлическими водоохлаждаемыми процессными анодами, контактирующими с расплавленной сталью и соединенными с положительными полюсами источников постоянного тока. Аноды неподвижны и вмонтированы в стенки печи таким образом, что их передняя часть находится ниже порога загрузочного окна, а водоохлаждаемая часть внутри стенок, Имеет смысл использовать дуговую печь с подвижными водоохлаждаемыми анодами. В этом случае их вставляют в печь через отверстия, расположенные над уровнем порога эавалочного окна, и связывают с приводом, который может перемещать аноды до тех пор, пока их передняя часть не достигнет уровня ниже порога завалочного окна. Они могут также при помощи привода перемещаться до тех пор„пока их передняя часть не скроется в отверстиях стенок печи.

Подвижные плавильные аноды и металлические водоохпаждаемые аноды электрически изолированы от корпуса печи или, будучи запараллеленными, соединены с корпусом печи. Как подвижные угперодные катоды, так и подвижные плавильные аноды изготавливают иэ углеродсодержашего материала и предусматривают их с защитным покрытием, с целью предотвращения окисления их боковой поверхности.

Преимуществом предложенного способа является также значительное уменьшение расхода электродов, так как расход углеродного материала на катоде значительно меньше, чем расход этого материала при горении дуги переменного тока, и меньше, чем расход этого материала на аноде.

Кроме того, в результате выделения большей части тепла в расплавленной стали температура стенок и свода печи намного ниже температуры металла, что увеличивает срок их службы и снижает расход огнеупорных материалов. Более благоприятное распределение тепла в электрической дуге компенсирует электрические потери в токовыпряъгитепях и позволяет эконс мить электроэнергию.

На чертеже представлен вертикальный разрез дуговой печи с подвижным плавился ным анодом, вставляемым в печь через отверстие в стенке печи, металлическими водоохлвждаемыми процессными анодами, горизонтально вмонтированными в стенку печи.

557109

ПППП! (П Заказ 1009/51 Тираж 693 Г!оллисное

Финл з. i i ll ll I "Пат. нт, r. У жт ород, ул. Проектная, В печь загружают железные материалы

1, Выключатели 2 и 3 вклкчаются, выключатель 4 остается выключенным. Посредством привода 5 плавильный анод 6 перемещается вниз и прижимается с постоянным усилием к железным материалам 1. Затем начинается нижнее перемещение утлеродного катода 7, которое продолжается до тех пор, пока он не достигнет железных материалов 1 и не появится дуга 8. Плавка происходит обычным путем. Подвижный катод 7 опускается, прорезая колодец в железных материалах 1 и останавливается около дна 9 печи. Тем временем под ним образуется расплавленная сталь 10. По ходу плавки количество расплавленной стали 10 увеличивается„ и одновременно железные материалы 1 постепенно опускаются ниже и ниже. Перемещаемый приводом 5 подвижный плавильный анод 6 следует за опускающимися железными материалами 1, постоянно находясь с ними в электрическом контакте. Длительное горение дуги у плавильного анода 6 совершенно неприемлемо.

Под действием электромагнитных сил дуга искривляется в противоположном направлении от. места контакта плавильного анода.

У загрузочного окна плавится больше железных материалов, чем у плавильного анода 6.

Печь в зависимости от условий может загружаться железными материалами один, два или несколько раз.

Плавку описываемым способом продолжают до тех пор, пока в печи не накопитсН достаточного количества расплавленной стали 10, т.е. такое количество, при котором ее уровень будет выше контактирующих с ней передних участков процессш. х анодов

11. Затем положительный полюс источника тока 12 отсоединяют от плавильнот о анода 6 и анод при помощи привода =. поднимают выше свода 13 печи, после чего электродные отверстия в печи соответствующим образом закрывают. Положительный р полюс источника 12 постоянного тока соединяют с процессными анодами, Формула изобретения

Способ получения стали в электродуговых печах, заключающийся в завалке шихты и проплавлении ее с пропусканием постоянного тока, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения расхода элект родов и огнеупоров„ в начальный период

25 плавки ток пропускают между углеродными катодами и прижатыми к твердой шихте анодами, а после появления жидкой металлической ванны на дне печи ток пропускают между углеродными катодами и анодами, 30 контактирующими с жидким расплавом, так что между катодами и шихтой горит дуга.