Способ выплавки сплавов в дуговых электропечах

 

ОП ИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Соцыалыстичвсиын

Рвс ублыи ь933722 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22)Заявлено 09.07.80 (2! ) 2954080/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

С 21 С 5/52

3ЪеударетееннвМ кемнтет

СССР до делам изобретений н еткрь1тнй (>3) УДК 669 ° .187.25 (088.8) Опубликовано 07.06.82. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 10.06.82 (72) Автор изобретения

В.Я. Капелянов

Днепропетровский ордена Трудового Красног металлурги ческий инсти тут (7! ) Заявитель (5") СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СПЛАВОВ В ДУГОВЫХ

ЭЛЕКТРОПЕЧАХ

Изобретение относится к электро-металлургии и может быть использова- но при проектировании дуговых электропечей с круглыми электродами, расположенными на печи по симметричной электрической схеме.

В настоящее время на современных конструкциях печей электроды подключены к силовым трансформаторам по бифиллярной или трехфаэной схеме. На1О иболее часто электроды ломаются в период проплавления металлического лома от динамического действия дуги, переходящей с одного участка на дру" гой, и от уДаров о нерасплавленный металл.

В круглых электродах иэ-за эффекта близости ток концетрируется на участках, обращенных наружу симметричной бифиллярной или трехфазной системы.

В центре электрической системы создается магнитное поле максимальной напряженности, которое способствует появлению ЭДС самоиндукции, направ2 ленной против общего направления тока..Это создает предпосылки того, что ток смещается на участки с минимальной напряженностью от ЭДС самоиндукции, т.е. на участки электродов, максимально удаленных от центра симметричной электрической системы.

llo этим участкам проходит ток повышенной плотности, они перегреваются, что приводит к снижению термической стойкости электродов, повышению их расхода.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, включающий загрузку шихты, ее проплавление в электропечи с тремя электродами, подключенными к трехфазной сети переменного тока промышленной частоты (50 Гц) 11 ).

Недостатком укаэанного способа является пониженная механическая прочность и термостойкость, повышенный расход электродов.

3 93372

Цель изобретения - уменьшение расхода электродов, стабилизация дугового разряда путем упрочнения материала электродов.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу выплавки сплавов в дуговых злектропечах, включающему загрузку шихты и лома, последующее их проплавление и рафинирование энергией переменного тока, <в выпуск сплава из печи, частоту тока в электродах в период проплавления по-. вышают по сравнению с промышленной частотой в 2-3 раза. Для выравнивания температуры по периметру элект- 1s родов реверсивно поворачивают вокруг своей оси на угол 170-190 в течение всего периода плавки, причем скорость вращения их составляет

0,001-0„002 и/сек.

Предлагаемые параметры способа выбраны исходя из явления упрочнения графита в переменном магнитном поле, Повышение частоты рабочего тока

s 2-3 раза (до 100-150 Гц) объясняется тем, что как показали .испытания, максимальное упрочнение графита наблюдается при частоте тока 150 Гц (т.е. при увеличении промышленной частоты в 3 раза).

ЗО

При более высокой частоте матери- ал почти Ме увеличивает свою прочность, а при частоте, повышенной менее чем в 2 раза, прочность электрода недостаточна для безаварийной ра35 боты печи. .При угле реверса менее 170 участок максимальной плотности тока не имеет возможности перемещаться по всему периметру электрода, вследствие чего снижается его термическая прочность, Поворачивать электрод на угол больше 190в не позволяет конструкция короткой сети, При скорости вращения 45 ,большей 0,002 м/с наблюдаются полом" ки механизма вращения, при скорости меньшей 0,001 м/с не успевает выравниваться температура по периметру электрода. Для возможности повышения 50 частоты переменного тока до 150200 Гц после силового трансформатора устанавливается высокочастотный генератор. Дпя возможности вращения электродов вокруг своей оси на пло- ы щадке крепления электродов устанавливаются реверсивные двигатели постоянного тока с редуктооами.

2 4

Работа по предлагаемому способу выплавки сплавов в дуговых злектропечах ведется следующим образом.

После загрузки в печь шихты и металлического лома на электроды подают переменный ток с частотой 100150 Гц, т.е. повышением промышленной частоты в,2-3 раза. 3а счет эффекта упрочнения графита при повышении частоты магнитного поля стойкость электродов повышается. Реверсивное вращение электродов на угол

170."190o со скоростью 0,001-0,002 м/с увеличивает термическую стойкость электродов. Это позволяет резко снизить простои из-за поломок электродов во время самого сложного и опасного периода плавки - проплавления шихты и лома. За периодом расплавления всей шихты следует период рафинирования расплава, т.е.очистка его от вредных примесей с добавкой легирующих элементов. Этот период отличается более стабильным электрическим режимом и его можно вести с подачей на электроды тока промышленной частоты. После рафинирования металл выливают в разливочный ковш, а затем. в изложницы.

Пример. В трехфазной дуговой электропечи 160 кВа с тремя графити" рованными электродами диаметром 75 мм проводится сопоставление результатов плавок по предлагаемому способу и по известному при выплавке малофосфористого марганцевого шлака. В печь загру жается "калоша" шихты весом 100 кг.

После загрузки ее проплавляют при частоте тока на электродах в 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5 раза выше промышленной частоты, т.е. при частотах 75, 100, 125, 150, 175 Гц. При рафинировке сплава электроды никогда не ломаются, поэтому ее проводят на токе промышленной частоты.

Расход электродов на 1 т выплавляемого сплава при этом составляет соответствевно, кг: 15,2, 14,3, 13,7, 12,8, 12,75 против расхода при прове.дении всей плавки на промышленной частоте (50 Гц} в 16 кг.

Оптимальной частотой тока в период расплавления шихты можно считать частоту 150 Гц, т.е. увеличение против промышленной в 3 раза. После выбора частоты, дающей максимальную прочность электродов (150 Гц}, изменяют угол поворота электродов, принимающий зна22

S 9337 чения 150, 170, 180, 190 . При этом расход электродов изменяется соответственно, кг: 12, 18. 11,7, 11,7, l1,71 т.е. оптимальным углом поворота является угол в 170-180 .

-Безаварийно механизм поворота электродов работает при скорости вращения в 0,0015 м/с,а ее уменьшение до 0,001 м/с увеличивает расход электродов на 0,5-0,73. ее

Технико экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составляет 175100 руб. . Формула изобретения

Способ выплавки сплавов в дуговых 1з электропечах, включающий загрузку шихты и лома, последующее их проплавление и рафинирование энергией переменного тока промышленной частоты, выпуск сплава из печи, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения расхода электродов, стабилизации дугового разряда путем упрочнения материала электродов, час.тоту тока в электродах в период npo" . плавления повышают по сравнению с ,промышленной частотой в 2-3 раза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

8 549664, кл. 27 В 3/06, 1977.

Составитель Л. Иагаюмова

Редактор С. Запесочный Техред М, Рейвес Корректор A. Ференц

Э Ф Ю %ЮЮ В фВ Юй ° В ° ° В ЮЭ а@

Заказ 3865/7 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

° ФЙВю

Филиал ППП ". Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4