Способ защиты электродовдуговой печи ot окисления

 

п1 Sl08 33

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сове Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.79 (21) 2734290/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень ¹ 9 (51) И. Кл.л

С 21С 5/52

Государственный комитет

СССР по делам изебретеиий и открытий (53) УДК 669.187.25 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (72) Авторы изобретения

С. В. Климов, В. А. Салаутин, А. Г. Саленек, Г. И. Е о

Е. И. Аренкин, Я. А. Гильдебрандт и Ф. К. Гаф ов

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научйо- .исследовательский институт черной металлур/j»: ...; г г им. И. П. Бардина

/, —, стч т (71) Заявитель й;- 1 а

/ (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДУГОВОЙ ПЕЧИ

ОТ ОКИСЛЕНИЯ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали различного назначения в дуговых электропечах.

Известен способ уплотнения околоэлектродных отверстий дуговых печей за счет подачи защитного газа в промежуток электрод — экономайзер (1).

Газодинамическое устройство, применяемое в известном способе, формирует поток защитного газа, направленный в рабочее пространство печи. Направленный поток защитного газа, вы",îäÿùèé под давлением, энжектирует воздух атмосферы, находящийся в околоэлектродной области и препятствует выделению печных газов, но протягивает большое количество воздуха-окислителя непосредственно по раскаленной поверхности графитированных электродов, что приводит к окислению электродов.

Для надежного предотвращения выбивания печных газов из печи особенно при подъеме электродов расход газа, оптимальный в остальные технологические моменты плавки, должен быть увеличен, поскольку увеличивается зазор электрод — свод или электрод — экономайзер из-за конусности окисленных электродов. В связи с этим окисление электродов возрастает. Кроме того, поступление энжектируемого воздуха в печное пространство печи приводит к окислению легирующих элементов металла и раскислителей особенно порошкообразных ферросилиция, алюминия, силикокальция, вводимых в печное пространство для раскпсления шлака. Ухудшается также стойкость стен и свода дуговых печей. Увеличивается расход электроэнергии.

Наиболее близким по технической сущно10 сти» достигаемому эффекту к описываемому изобретению является способ уплотнения электродных отверстий в сводах дуговых сталеплавильных печей, по которому поток защитного газа (азот, природный газ, 15 и др.) последовательно подают в газодинамическое уплотнительное устройство и зазор электрод †экономайз организованной струей, соосной электродам и направленной в рабочее пространство печи (2).

20 Цель изобретения — уменьшение окисления электродов.

Поставленная цель достигается за счет последовательной подачи в газодинамическое уплотнительное устройство и зазор электрод †св неокислительного газа организованной струей соосной электродам, направленной в рабочее пространство печи, причем при подъеме электродов в процессе плавки дополнительно создают струю газа противоположного направления и мопотон810833

35 ю

65 но увелйчивают расход газа на 8 — 35% от первоначального, а при опускании снижают до первоначального.

Актуальность защиты электродов от окисления возрастает в связи с эксплуатацией и строительством в СССР мощных и сверхмощных дуговых печей, работающих полностью на импортных графитированных электродах из игольчатого кокса (поставки

ФРГ, Японии, США).

Технологические операции, связанные с подъемом раскаленных электродов дуговых печей (завалка шихты, заправка, ввод раскислителей и легирующих мульдой и др.), обуславливают их окисление и, кроме того, разуилотняют электродные отверстия в сводах печей. Нецелесообразность таких явлений возрастает в связи с интенсификацией электроплавки. Так повышение мощности трансформатора предопределяет повышенные плотности тока в электродах до

28 — 35 А/см, что невозможно осуществить на окисленных электродах из-за уменьшения их диаметра в связи с окислением, причем неравномерно по длине свечи, Увеличение скорости продувки ванны кислородом так же приводит к дополнительному окислению электродов и вследствие этого к снижению снимаемой с трансформатора активной полезной мощности.

Увеличение зазора электрод — свод (или экономайзер) из-за окисления электродов приводит к ухудшению воздушного бассейна цеха.

Газодинамическим моделированием и опытными плавками установлено, что при подъеме электродов дуговых печей нельзя, используя известный способ, простым увеличением расхода защитного газа существенно снизить их окисление (используя газодинамические устройства с направленным потоком газа в плавильное пространство печи) . Окисление электродов существенно снижается при дополнительно созданном противопотоке, направленном вдоль свечи поднятых электродов, исключающем энжекцию воздуха к околоэлектродной зоне.

Для печей различной емкости расход защитного газа при известном способе защиты составляет 400 — 2300 м /ч при давлении

1 атм. Для создания эффективно защищаемого потока газа, направленного по свече электрода вверх как показало газодинамическое моделирование достаточно увеличить расход (при подъеме электродов, на

8 — 35 /О от известного, т. е. до 432—

3105 м /ч) и, таким образом, 32 — 805 м /ч направить в виде противотока. Исключение энжекции воздуха околоэлектродной области и обеспечение контакта защитный газ— электрод по всей боковой поверхности электрода позволяет снизить окисление электродов на 30 — 60 /о. Увеличение расхода газа менее 8 /о не обеспечивает контакта защитный газ — электрод по всей длине последнего. Увеличение расхода защитного газа более чем на 35 /о не экономично и не изменяет надежности достигаемого контакта газ — электрод при увеличении равном

35 /о.

Увеличение расхода газа на 8 — 35 от первоначального для создания околоэлектродной защитной зоны достаточно для печей эксплуатируемой в настоящее время емкости и конструкции.

Вариант 1. В процессе плавки стали в

100-тонной дуговой печи последовательно подают в первую секцию двухсекционного уплотнительного устройства и зазор электрод — свод защитный газ — азот цилиндрической струей, соосной электродам направленной в рабочее пространство печи. Расход газа 2300 м /ч. При подъеме электродов, с целью загрузки шихты через свод, монотонно подают газ — азот во вторую секцию устройства, увеличивая общий расход газа с 2300 м /ч до 3105 м /ч, т. е. иа 35 /о.

На каждые 100 мм подъема во вторую секцию устройства последовательно добавляют

80,5 м /ч газа. Общий подъем электродов составляет 1000 мм, а суммарное увеличение расхода азота — 805 м /ч. Вторая секция устройства имеет щелевое калиброванное отверстие шириной 3 мм, направленное соосно электроду, и формирует струю газа, направленную от зазора электрод †св вверх (к электрододержателю).

В процессе всей плавки при подъеме электродов осуществляют описанные выше операции.

Общее время подъема и опусканий элекродов за плавку составило 17 мин. Окисление электродов сократили на 30 Расход электродов снизили на 3,7 кг/т.

Вариант 2. В процессе плавки стали в

50-тонной дуговой печи последовательно подают в первую секцию уплотнительного устройства и зазор электрод — свод защитный газ — природный цилиндрической струей, соосной электродам направленной в рабочее пространство печи с расходом

1800 м /ч. При подъеме электродов с целью отворачивания свода для заправки печи центробежной машиной во вторую секцию, имеющую кольцевую калиброванную щель

1,5 мм, под давлением 2,5 атм подают природный газ на каждые 100 мм подъема в количестве 25,2 м /ч. Подъем осуществляют на 1500 мм. Доводят, таким образом, общий расход газа подаваемого вниз и вверх до 2178 м /час, причем 378 м /час подают организованной полой струей вверх по боковой поверхности электродов. Аналогично осуществляют подачу защитного природного газа по всему периоду плавки — при каждом подъеме электродов.

Общее время подъема и опускания электродов составило 23 мин (включая заправку печи и загрузку шихты через свод), 810833

Формула изобретения

1. «Металлург», 1978, М 8, с. 22.

2. 1 ам же, с. 24 (прототип).

Составитель А. Щербаков

Техред А. Камышникова

1 орректор О. Тюрина

Редактор С. Титова

Заказ 503!3 Изд. J4 237 Тираж 634 Подписное

11ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4I5

Типография, пр. Сапунова, 2

Окисление электродов сократили на 46%, расход на 3,0 кг/т.

Вариант 3. В процессе плавки стали в

20-тонной дуговой печи последовательно подают в уплотнительное устройство 5 и зазор электрод — свод защитный газ — аргон струей, соосной электродам, направленной в рабочее пространство печи с расходом 400 мз/ч. При подъеме электродов с целью присадки мульдой кусковых ферро- 10 силиция, ферромарганца и алюминия поднимают электроды и в процессе подъема в щелевой зазор подают аргон под давлением 1,4 атм, Расход аргона для подачи струей, направленной вверх соосно электродам, 15 монотонно повышают на каждые 100 мм на

3,2 м /ч. Высота подъема электродов составила 1000 мм, а общее увеличение расхода газа составило 32 м /ч. Аналогично осуществляют подачу аргона по всему перио- 20 ду плавки при каждом подъеме электродов.

Общее время подъемов и опусканий электродов составило 15 мин. Окисление электродов сократили на 60 . Расход электродов снизили на 2,4 кг/т.

Проведенные опытные плавки в условиях ЭСПЦ УМЗ показали высокую эффективйость способа защиты электродов от окисления. При этом сокращается- также выделение СО и СО в атмосферу цеха, количество сколов и трещин электродов.

Способ защиты электродов дуговой печи от окисления, включающий последовательную подачу в газодинамическое уплотнительное устройство и зазор электрод †св неокислительного газа организованной струей, соосной электродам, направленной в рабочее пространство печи, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения окисления электродов, в процессе плавки при подъеме электродов дополнительно создают струю газа противоположного направления, причем расход газа при этом монотонно увеличивают на 8 — 35 /о от первоначального, а при опускании электродов уменьшают до первоначального.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе