Способ ведения плавки

 

Оп ИСАНИЕ < 998518

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски«

Социалистически«

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное K авт. свид-ву—

Ь (22)Заявлено 30.12.81 (21) 3370859/22-02 . (Я)Я. 1(д.

3 С 21 С 5/52 с присоединением заявки ¹â€”

Гвеуаерстее««ьж «ен«тет

СССР пв меам «зеврете««« и етерытнй

{23 }Ориоритет—

Опублнковано23.02.83. Бюллетень № 7 (Щ УД1(669-,187 .25{088.8) Дата опубликования описания 23.02.83

В.Д.Смоляренко, А.В.Хаинсон, Н.А.Пирогов, В.Л.Рабйнович, И.Л.Приступа, В.И.Данилин, Б.С.Петров и А.И.Стаханов (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт злектротермическога оборудования и Центральное производственно-техническое предприятие

"Центрознергочермет" (71) Заявители (54} СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПЛАВКИ

Изобретение относится к злектрометаллургии, в частности к способам ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи, конкретнее к знерготехнологическому режиму плавки. Известны способы ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах (ДСП), включающие проплавление колодцев в шихте, плавление основной массы шихты и доплавление металла дугами, не экранированными шихтой, когда ука- >о ванные периоды расплавления проводят" ся при заданном энерготехнологическом режиме (1 ) .

Наиболее близкии к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ вы. плавки стали в дуговых печах, включающий проплавление колодцев, в шихте, плавление основной массы шихты и до20 плавление металла дугами, не экранированными шихтой (2 ) .

Недостатком известного способа яв- ляется то, что предложенная в нем

2 регламентация режима по напряжейию и току не обеспечивает максимальную производительность печи в каждый.из периодов расплавления, а именно максимальную ширину колодцев.при их проплавлении, максимальную скорость рас" плавления основной массы шихты и максимально скорость нагрева металла при доплавлении металла дугами, Ие экранированными шихтой..

Целью изобретения является повы" шение производительности печи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ведения плавки s дуговой сталеплавипьной печи, включающему проплавление колодцев в шихте плавление основной массы шихты и до". плавление металла дугами,, не экранированными шихтой, в процессе плавки -.

1 рабочий ток дуги увеличивают таким образом, что значения его в периоды проплавления колодцев, плавления основной массы шихты и доплавления металла находятся в отношении 1:(1,20-1,26)Г

Рд= Р =Оф Я /((Р и ) -х I; (1) КИФ- Р,О /< =U R%(Г(+ „1 Я " ;

КИН=Р =иЛ й+Р +х, () где Зд - ток дуги ; ц - вторичное фазное напряжение;

Рд - сопротивление дуги;

R и Х - активное и реактивное сопротивления фазы электропечного

36 контура;

И д- напряжения дуги% а - расстояние между дугой и об" лучаемой стеной, для данной печи величина постоянная. 35

Приравнивая нулю первые производные выражений (,1 ) - (3 ) по Р находим, какие значения коэффициентов мощности сов Ч соответствуют максимумам энергетических характеристик 4В

Р: со Ч=(1 ф (1<2) 2, (4)

/ 2.

А Иф. cas V=(1+D90$)i ) (s

45 ин: й05 =(1 09Фт1/, где g ..==х/R :" безразмерный параметр электропечного контура.

Дуговые сталеплавильные печи средней и большой емкости, работающие на! отечественных заводах, имеют ., значения которых укладываются в интервал 4-9.

SS

В этом случае максимум энергетических характеристик достигается при следующих условиях:

3 99851 (1,ч-1,5) соответственно, а ток дуги периоДа проплавления колодцев составляет 0,5-0,56 тока короткого замыкания электрического контура дугЪвой сталеплавильной печи. S

Приведенные соотношения рабочих токов в различные периоды расплавления основаны на анализе энергетических характеристик ДСП:мощности дуг Рр, коэффициента износа футеровки (КИФ) и 10 коэффициента интенсивности нагрева металла (КИН).

С целью выявления общих закономер- ностей выбора оптимальных режимов электроплавки энергетические характе- ристики исследованы на максимум. Выражения для Р, КИФ и КИН такой имеют вид

8 4

cos т киф о,83-,0,87

Рд 073078 кин о,61-о,бб

Полученные значения коэффициента мощности использованы при разработке эиерготехнологического режима плавки.

Проплавление колодцев целесообразно вести на максимуме КИФ, чтобы обес.печить их больший диаметр и предотвратить поломку электродов, плавление основной массы шихты закрытыми лучами проводить на максимуме Рд, а доплавление металла открытыми дугами— на максимуме КИН, чтобы иметь предельный темп расплавления, и предохранить стены от черезмерного облучения.

Регламентация режима проводится по рабочему току дуги 3 на данной ступени напряжения трансформатора, причем электротехнический контур ДСП характеризуется током короткого замыкания l K3 .

Поэтому условия максимумов энерге-. тических характеристик удобно выразить через соотношение 1д/3 „ в различные периоды расплавления

3*Л кз

КИф о,5-0,56

Рд 0,63-0,68

КИН 0,75-0,79

Таким образом для получения максимумов энергетических характеристик необходимо, чтобы значения рабочих токов дуги в периоды проплавления колодцев, плавления основной массы шихты и доплавления металла находились в отношении 1: (1,20-1,26) : (1,4-1,5), причем ток дуги периода проплавления колодцев составпяет 0,5-0,56 тока короткого замыкания электрического контура печи.

Приведенные соотношения обеспечивают максимальное использование энергетических возможностей ДСП, они носят универсальный характер и применимы к различным типоразмерам печей.

Осуществление предлагаемого способа показано на примере плавки в печи

ДСП-100 с трансформатором 75/90НВА, реактанс электропечного контура на высшей ступени напряжения 650 В в синусоидальном режиме 3,5 -10 Зом, активное сопротивление 0,5 -10 ом, ток короткого замыкания 3 к> = 106 кА.

После слива предыдущей плавки, очистки и заправки, заваливают шихту и включают печь на ступень 650 В при

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 1076/45 Тираж 566 Подписное

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

5 99851 токе 53-55 кА. Значение КИФ при этом максимально, в связи с чем в шихте проплавляется колодец максимального диаметра, что исключает поломки электродов из-за обвалов шихты и обеспечи- s вает максимально быстрое прохождение электродов вниз. Подъем электродов вверх означает, что начался период расплавления основной массы шихты.

Рабочий ток увеличивают до 63-65 кА, при этом мощность дуг максимальна, в связи с тем скорость плавления шихты также максимальна. Доплавление метал. ла дугами, не экранированными шихтой, фиксируется по показаниям термозонда, 1> термопары или визуально, когда дуги начинают открыто излучать на футеровку. Рабочий ток увеличивают до 7579 кА, при этом максимума достигает

КИН.Дуги поддействием электродинами- 20 ческйх. сил заметно погружаются в расплав, скорость нагрева металла при доплавлении является максимальной, облученность футеровки дугами заметно снижается. Предлагаемые токи находят- И ся в отношении 1:1,20:1,43 и составляют 0,51, 0,63, 0,75 от 3 « .

В течение всего периода расплавления практически поддерживается одно . и тоже значение тока. Например, на печи ДСП-100 период расплавления проводится на одном и том же токе, составляющем около 0,7 тока 1 к, При этом на этапе проплавления колод цев значение тока превышает предла- Ss гаемые, что приводит к уменьшению диаметра проплавляемых колодцев и, как следствие, к более частым поломкам электродов. При расплавлении основной массы металла используемый 40 ток меньше рекомендуемого тока, который обеспечивает максимум мощности дуг и минимальное время расплавления.

При доплавлении металла открытыми . дугами используемые значения тока 45 существенно меньше предлагаемого.

Это приводит .к перегреву футеровки и снижению ее стойкости.

Таким образом, применение предлагаемого режима по сравнению с извест- so ным режимом обеспечит снижение числа

8 4 поломок электродов при проплавлении колодцев, вызванных обвалом шихты, повышение стойкости футеровки и сокращение продолжительности периода расплавпения.

Предлагаемыи способ ведения плав- . ки обеспечит расплавление-шихты в предельном энергетическом режиме с максимальной производительностью.

Время периода расплавления в печи

ДСП-100 с трансформатором мощностью

75/90 ИВА не превышает 70 мин, что дает по сравнению с известным способом сокращение расплавления на 68 мин и прирост производительности

350 тыс.т и условно-постоянных расходах 24 руб/т в год. Экономический эффект от внедрения предложенного способа составит 420 тыс ° руб./г на одну печь.

Способ ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи, включающий проплавление колодцев в шихте, плавление осйовной массы шихты и доплавление металла дугами, не экранированными шихтой, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи, в процессе плавки рабочий ток дуги увеличивают таким образом, что значения его в периоды проплавления колодцев, плавления основной. массы шихты и доплавления металла находятся в отношении 1: (1,20-1,26):, «(1,4-1,5) соответственно, а ток дуги периода проплавления колодцев состав" ляет 0,5-0,56 тока короткого замыкания электрического контура дуговой сталеплавильной печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Еднерал Ф.П.Электрометаллургия стали и ферросплавов. М., "Металлургия", 1977. с.587.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2860223/22-02, кл. С 21 С 5/52, 1979.