RU2048669C1 - Lining of electric arc furnace bath for smelting foundry ferrochrome - Google Patents

Lining of electric arc furnace bath for smelting foundry ferrochrome Download PDF

Info

Publication number
RU2048669C1
RU2048669C1 RU93035276A RU93035276A RU2048669C1 RU 2048669 C1 RU2048669 C1 RU 2048669C1 RU 93035276 A RU93035276 A RU 93035276A RU 93035276 A RU93035276 A RU 93035276A RU 2048669 C1 RU2048669 C1 RU 2048669C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
hearth
energy concentrator
furnace
lining
Prior art date
Application number
RU93035276A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93035276A (en
Inventor
Владимир Семенович Хейфец
Вильям Михайлович Иоффе
Ферзин Махмутович Исхаков
Владимир Николаевич Карнаухов
Юрий Иванович Воронов
Геннадий Александрович Огородников
Original Assignee
Владимир Семенович Хейфец
Вильям Михайлович Иоффе
Ферзин Махмутович Исхаков
Владимир Николаевич Карнаухов
Юрий Иванович Воронов
Геннадий Александрович Огородников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Семенович Хейфец, Вильям Михайлович Иоффе, Ферзин Махмутович Исхаков, Владимир Николаевич Карнаухов, Юрий Иванович Воронов, Геннадий Александрович Огородников filed Critical Владимир Семенович Хейфец
Priority to RU93035276A priority Critical patent/RU2048669C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2048669C1 publication Critical patent/RU2048669C1/en
Publication of RU93035276A publication Critical patent/RU93035276A/en

Links

Images

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; smelting foundry ferrochrome. SUBSTANCE: hearth units of furnace are provided with protective coating which consists of carbon-containing and current-carrying layers. Carbon-containing layer is made in form of carbon- containing energy concentrator mounted in center of hearth. Carbon-containing layer has varying section in form of bevels from base of carbon-containing energy concentrator to side walls; these bevels reduce from center to periphery. Units forming the hearth are made of magnesite. Outer surfaces of carbon- containing layer and energy concentrator are filled with mixture of crushed ferromanganese and chrome ore in ratio of 2:1. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к печам для производства ферросплавов, в частности к футеровке ванны электродуговой печи для выплавки передельного феррохрома. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to furnaces for the production of ferroalloys, in particular to a lining of a bath of an electric arc furnace for smelting ferrochrome.

Известна футеровка ванны печи для выплавки передельного феррохрома (Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплава. М. Металлургия, 1977, с. 366 367). Она включает два ряда магнезитовых кирпичей "на плашку" и 10 11 рядов "на ребро", каждый из которых развернут относительно предыдущего на 45 90о. Стены печи выполнены из магнезитового кирпича "на ребро".Known lining of the furnace bath for the smelting of ferrochrome (Edneral F.P. Electrometallurgy of steel and ferroalloy. M. Metallurgy, 1977, p. 366 367). It includes two rows of magnesite bricks "on the die" and 10 11 rows "on the edge", each of which is deployed relative to the previous one by 45 90 about . The walls of the furnace are made of magnesite brick "on the edge."

Существенным недостатком этой футеровки является то, что магнезитовый кирпич обладает высоким электрическим сопротивлением, за счет чего значительно увеличивается время пуска печи после капитального ремонта, ухудшается прогрев подины, а также условия нормальной работы летки. A significant drawback of this lining is that the magnesite brick has a high electrical resistance, which significantly increases the start-up time of the furnace after overhaul, the heating of the hearth and the conditions of normal operation of the tap hole are worsened.

Известна футеровка подины ванны печи для выплавки передельного феррохрома, принятая в качестве прототипа (Футеровка ванны печи N 19 в цехе N 2 для выплавки передельного феррохрома. ТИ 139-Ф-26-92. Челябинск: ЧЭМК, 1992, с. 2 3). По этому прототипу футеровка включает один ряд магнезитового кирпича "на плашку", девять рядов магнезитового кирпича "на ребро". При этом каждый последующий ряд кирпичей расположен под углом 45о по отношению к предыдущему. Последний ряд подины выполнен из магнезитового кирпича "на торец". Футеровка содержит также бортовую часть, выполненную из магнезитового кирпича.Known lining the bottom of the bathtub of the furnace for smelting pig iron ferrochrome, adopted as a prototype (Lining of the bathtub of the furnace N 19 in the shop N 2 for smelting pig iron ferrochrome. TI 139-F-26-92. Chelyabinsk: CHEMK, 1992, S. 2 3). According to this prototype, the lining includes one row of magnesite brick "on the die", nine rows of magnesite brick "on the edge". Moreover, each subsequent row of bricks is located at an angle of 45 about the previous one. The last row of the hearth is made of magnesite brick "on the end". The lining also contains a side part made of magnesite brick.

Существенным недостатком конструкции футеровки по прототипу является значительное время пуска печи после капитального ремонта, плохой прогрев подины, а также ненормальные условия работы летки. Все это обусловлено высоким электрическим сопротивлением футеровки ванны печи, выполненной из магнезитового кирпича. Условия разогрева и пуска печи еще больше ухудшаются в случае работы на закрытой печи большой мощности. A significant drawback of the design of the lining of the prototype is the significant start-up time of the furnace after major repairs, poor heating of the hearth, as well as abnormal working conditions of the notch. All this is due to the high electrical resistance of the lining of the furnace bathtub, made of magnesite brick. The conditions for heating and starting up the furnace are even worse when operating on a closed furnace of high power.

Разработанная футеровка ванны печи позволяет значительно сократить время ее разогрева после капитального ремонта, обеспечить качественный прогрев ванны и нормальную работу летки. The developed lining of the furnace bath can significantly reduce its heating time after overhaul, to ensure high-quality heating of the bath and the normal operation of the tap hole.

Сущность разработанной футеровки заключается в том, что она выполняется из магнезитового кирпича. Дополнительно к известному разработанная футеровка включает концентратор энергии, выполненный из углеродсодержащего материала в виде конуса и установленный в центре ванны печи на поверхности последнего ряда подины из магнезитового кирпича, установленного "на торец". Разработанная футеровка включает углеродсодержащий слой поверх последнего ряда подины ванны печи из магнезитового кирпича, установленного "на торец". Этот углеродсодержащий слой выполнен в виде подовой массы переменного сечения и покрывает магнезитовые кирпичи от основания концентратора энергии до бортовой части печи. Поверхности концентратора энергии и углеродсодержащего слоя после их установки и выполнения заправлены токопроводящим слоем. The essence of the developed lining is that it is made of magnesite brick. In addition to the known, the developed lining includes an energy concentrator made of a carbon-containing material in the form of a cone and mounted in the center of the furnace bath on the surface of the last row of a magnesite brick bottom mounted on the end. The developed lining includes a carbon-containing layer on top of the last row of the bottom of the bathtub of the furnace made of magnesite brick, installed "on the end". This carbon-containing layer is made in the form of a hearth mass of variable cross section and covers magnesite bricks from the base of the energy concentrator to the side of the furnace. The surfaces of the energy concentrator and the carbon-containing layer after their installation and execution are filled with a conductive layer.

Особенностью установленного концентратора энергии и углеродсодержащего слоя является то, что они необходимы лишь на период пуска печи после капитального ремонта и в первое время работы ее. В дальнейшем эти дополнительные элементы футеровки разрушаются, однако именно их наличие позволяет в процессе пуска печи увеличить электрическую проводимость подины ванны, обеспечить концентрацию электрической и тепловой энергии в центре ее, за счет чего качественно прогревается подина, нормально функционирует летка, значительно сокращается время пуска печи и выход ее на номинальную производительность. A feature of the installed energy concentrator and carbon-containing layer is that they are necessary only for the period of the start-up of the furnace after overhaul and at the first time of its operation. In the future, these additional elements of the lining are destroyed, but it is their presence that allows during the start-up of the furnace to increase the electrical conductivity of the bottom of the bathtub, to ensure the concentration of electric and thermal energy in its center, due to which the bottom warms up qualitatively, the notch functions normally, the start-up time of the furnace is significantly reduced and its output at rated performance.

На фиг. 1 представлена эквивалентная электрическая схема электродуговой печи для выплавки передельного феррохрома, составленная с учетом установки концентратора энергии и выполнения углеродсодержащего слоя. Здесь: Zэ', Zэ'', Zэ''' полное электрическое сопротивление электродов фаз А, В, С; Zш', Zш'', Zш''' полное электрическое сопротивление шихты по фазам; Zд', Zд'', Zд''' полное электрическое сопротивление дуги по фазам; Zp', Zp'', Zp''' полное электрическое сопротивление расплава по фазам; Zк', Zк'', Zк''' полное электрическое сопротивление концентратора энергии по фазам; Zу', Zу'', Zу''' полное электрическое сопротивление углеродсодержащего слоя по фазам.In FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an electric arc furnace for smelting a conversion ferrochrome made taking into account the installation of an energy concentrator and the implementation of a carbon-containing layer. Here: Z e ', Z e '', Z e ''' the total electrical resistance of the electrodes of phases A, B, C; Z W ', Z W '', Z W ''' the total electrical resistance of the mixture in phases; Z d ', Z d '', Z d ''' total electric resistance of the arc in phases; Z p ', Z p '', Z p ''' phase electrical resistance of the melt; Z k ', Z k '', Z k ''' the total electrical resistance of the energy concentrator in phases; Z y ', Z y '', Z y ''' the total electrical resistance of the carbon-containing layer in phases.

Как видно из фиг. 1, с целью снижения электрического сопротивления подины ванны печи при производстве передельного феррохрома в период ее пуска после капитального ремонта было предложено в эквивалентную электрическую схему замещения ввести постоянные электрические сопротивления, включенные параллельно полному электрическому сопротивлению расплава. Электрические сопротивления концентратора энергии и углеродсодержащего слоя являются шунтирующими по отношению к электрическому сопротивлению расплава. Благодаря наличию этих сопротивлений в соответствии с общеизвестными законами электротехники значительно снижается электрическое сопротивление расплава, за счет чего увеличиваются протекающие тока, что приводит к интенсификации прогрева подины ванны печи, а также к значительному снижению времени ее пуска. As can be seen from FIG. 1, in order to reduce the electrical resistance of the hearth of the furnace bath during the production of ferrochrome during the start-up after major repairs, it was proposed to introduce constant electrical resistances included in parallel with the total melt electrical resistance in the equivalent electrical equivalent circuit. The electrical resistances of the energy concentrator and the carbon-containing layer are shunting relative to the electrical resistance of the melt. Due to the presence of these resistances, in accordance with the well-known laws of electrical engineering, the electrical resistance of the melt is significantly reduced, due to which the flowing currents increase, which leads to an intensification of the heating of the hearth of the furnace bath, as well as a significant reduction in its start-up time.

На фиг. 2 представлено разработанное устройство, поперечный разрез; на фиг. 3 план печи с футеровкой; на фиг. 4 основные геометрические параметры футеровки. In FIG. 2 shows a developed device, a cross section; in FIG. 3 plan of the furnace with lining; in FIG. 4 basic geometric parameters of the lining.

Разработанная футеровка включает последний ряд магнезитовых кирпичей 1, установленных "на торец", бортовую часть, выполненную из магнезитовых кирпичей 2, концентратор 3 энергии, углеродсодержащий слой 4, токопроводящую засыпку 5, летку 6. The developed lining includes the last row of magnesite bricks 1 installed “on the end”, the side part made of magnesite bricks 2, an energy concentrator 3, a carbon-containing layer 4, a conductive backfill 5, a letka 6.

Футеровка ванны выполняется следующим образом. Все операции по ее изготовлению до установки концентратора энергии из углеродсодержащего материала выполняются по известной технологии. После установки последнего ряда подины из магнезитового кирпича "на торец" на нем в центре подины устанавливают цилиндрический сердечник концентратора 3 энергии, изготовленный из углеродсодержащего материала. Затем подовой массой вокруг этого сердечника формируют конус. Диаметр основания концентратора энергии, выполненного в виде конуса, не должен превышать разности диаметров распада электродов и диаметра электрода, т.е. dк ≅ dрэ dэ, где: dк диаметр основания концентратора энергии 3; dрэ диаметр распада электродов; dэ диаметр электрода. Высота концентратора 3 энергии составляет 0,5 0,8 диаметра электрода, т.е. hк 0,5 0,8 dэ, где hк высота концентратора энергии.The lining of the bath is as follows. All operations for its manufacture prior to the installation of an energy concentrator from a carbon-containing material are performed according to known technology. After installing the last row of the hearth of magnesite brick “on the end”, a cylindrical core of the energy concentrator 3 made of carbon-containing material is installed on it in the center of the hearth. Then a cone is formed around this core by the hearth. The diameter of the base of the energy concentrator, made in the form of a cone, should not exceed the difference between the diameters of the decay of the electrodes and the diameter of the electrode, i.e. d to ≅ d re d e where: d to the diameter of the base of the energy concentrator 3; d pe the diameter of the decay of the electrodes; d e the diameter of the electrode. The height of the energy concentrator 3 is 0.5 0.8 of the diameter of the electrode, i.e. h to 0.5 0.8 d e , where h to the height of the energy concentrator.

После установки концентратора 3 энергии от его основания до бортовой части 2 футеровки подины ванны печи последний ряд магнезитовых кирпичей, установленных "на торец", покрывают углеродсодержащим слоем, который выполняется из подовой массы. Углеродсодержащий слой выполняется переменного сечения. Так, толщина этого слоя у основания концентратора энергии 3 не превышает высоту удаления основания летки 6 от подины ванны печи, а высота углеродсодержащего слоя у бортовой части 2 не превышает половину высоты удаления основания летки от подины ванны печи. На фиг. 4 приведены некоторые геометрические параметры футеровки. Здесь: dк диаметр основания концентратора энергии 3, dв диаметр ванны печи.After installing the energy concentrator 3 from its base to the side part 2 of the lining of the bottom of the furnace bath, the last row of magnesite bricks installed "on the end" is covered with a carbon-containing layer, which is made from a hearth mass. The carbon-containing layer is of variable cross section. So, the thickness of this layer at the base of energy concentrator 3 does not exceed the height of removal of the base of the notch 6 from the bottom of the furnace bath, and the height of the carbon-containing layer at the side part 2 does not exceed half the height of the removal of the base of the notch from the bottom of the furnace bath. In FIG. 4 shows some geometric parameters of the lining. Here: d to the diameter of the base of the energy concentrator 3, d to the diameter of the furnace bath.

После установки концентратора 3 энергии, и выполнения углеродсодержащего слоя 4 производят заправку их наружных поверхностей токопроводящим материалом. В качестве токопроводящего материала применяют смесь дробленного ферромарганца и хромовой руды в соотношении 2 1, при этом толщина этой смеси на подине ванны печи составляет не менее 400 мм, а у ее бортовой части не менее 300 мм. After installing the energy concentrator 3, and performing the carbon-containing layer 4, refueling of their outer surfaces with conductive material is performed. A mixture of crushed ferromanganese and chromium ore in a ratio of 2 1 is used as a conductive material, while the thickness of this mixture on the bottom of the furnace bath is at least 400 mm, and at its side part at least 300 mm.

При пуске электродуговой печи после капитального ремонта за счет применения концентратора энергии и углеродсодержащего слоя на подине ванны печи значительно снижается переходное электрическое сопротивление на участке "электрическое сопротивление расплава", что приводит к увеличению электрического тока, а также концентрации электрической и тепловой энергий в центре ванны печи. За счет этого значительно снижается время разогрева печи, т.е. ускоряется ее пуск, происходит качественный прогрев подины печи и обеспечивается нормальный режим работы летки. When starting an electric arc furnace after overhaul due to the use of an energy concentrator and a carbon-containing layer on the bottom of the furnace bath, the transient electric resistance in the "melt electrical resistance" section is significantly reduced, which leads to an increase in electric current and also the concentration of electric and thermal energies in the center of the furnace bath . Due to this, the heating time of the furnace is significantly reduced, i.e. its start-up is accelerated, high-quality heating of the hearth of the furnace occurs and the normal operation of the tap hole is ensured.

Концентратор энергии и углеродсодержащий слой через месяц-два после пуска печи будет разрушен. Однако наличие этих элементов позволяет обеспечить удовлетворительные условия разогрева и пуска печи, что особенно важно для закрытых электродуговых печей большой мощности. Другими словами, предложенная футеровка предназначена только на период пуска печи при выплавке передельного феррохрома. The energy concentrator and carbon-containing layer in a month or two after the start-up of the furnace will be destroyed. However, the presence of these elements makes it possible to provide satisfactory conditions for heating and starting the furnace, which is especially important for closed electric arc furnaces of high power. In other words, the proposed lining is intended only for the start-up period of the furnace during the smelting of ferrochrome.

Разработанная футеровка позволяет значительно снизить время выхода печи на номинальную производительность. За счет этого повышается выпуск передельного феррохрома в первые месяцы работы печи после капитального ремонта, снижаются удельные нормы расхода электроэнергии. The developed lining can significantly reduce the time the furnace reaches its rated output. Due to this, the output of conversion ferrochrome in the first months of operation of the furnace after major repairs is increased, the specific norms of energy consumption are reduced.

Проведенные исследования показали, что внедрение предложенного устройства позволяет уменьшить время пуска печи после капитального ремонта на 15 17% а также снизить удельный расход электроэнергии при выплавке передельного феррохрома не менее чем на 3%
Применение разработанной футеровки позволит продлить срок службы основной футеровки, выполненной из магнезитового кирпича.
Studies have shown that the implementation of the proposed device can reduce the start-up time of the furnace after overhaul by 15 17% and also reduce the specific energy consumption during smelting of ferrochrome by at least 3%
The use of the developed lining will extend the life of the main lining made of magnesite brick.

Claims (3)

1. ФУТЕРОВКА ВАННЫ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ПЕРЕДЕЛЬНОГО ФЕРРОХРОМА, содержащая металлический кожух, футеровку из теплоизоляции, кирпичной кладки, боковых стен и подины, выполненной из блоков, установленных на торец, покрытой двуслойным защитным покрытием над подиной, выполненным из углеродсодержащего и токопроводящих слоев, отличающиеся тем, что углеродсодержащий слой выполнен в виде углеродсодержащего концентратора энергии, установленного в центре подины, при этом углеродсодержащий слой от основания углеродсодержащего концентратора энергии до боковых стен имеет переменное сечение в виде скосов, уменьшающихся от центра к периферии, а блоки, формирующие подину, выполнены из магнезита, причем наружные поверхности углеродсодержащего слоя и концентратора энергии заправлены смесью дробленного ферромарганца и хромовой руды в соотношении 2 1. 1. LATER OF THE BATH OF THE ELECTRIC ARC FURNACE FOR Smelting the FRAME FERROCHROME, containing a metal casing, a lining of thermal insulation, brickwork, side walls and a hearth made of blocks mounted on the end, covered with a two-layer protective coating over the hearth made of a carbon-containing layer and current the fact that the carbon-containing layer is made in the form of a carbon-containing energy concentrator installed in the center of the hearth, while the carbon-containing layer from the base of the carbon-containing con entratora energy to the side walls has a variable cross-section in the form of bevels which decrease from the center towards the periphery, and the blocks that form the hearth, made of magnesite, wherein the outer surface layer and a carbonaceous energy concentrator are filled with a mixture of crushed ferromanganese ore and chromium in a ratio of 1 February. 2. Футеровка по п.1, отличающийся тем, что концентратор энергии выполнен в виде конуса, при этом диаметр основания его не превышает разности диаметров распада электродов и диаметра электрода, а высота концентратора энергии составляет 0,5 0,8 диаметра электрода. 2. The lining according to claim 1, characterized in that the energy concentrator is made in the form of a cone, while the diameter of the base does not exceed the difference between the diameters of the decay of the electrodes and the diameter of the electrode, and the height of the energy concentrator is 0.5 to 0.8 of the diameter of the electrode. 3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что углеродсодержащий слой выполнен из подовой массы, при этом высота этого слоя у основания концентратора энергии не превышает высоту удаления основания летки от подины ванны печи, а высота углеродсодержащего слоя у боковой стенки не превышает половину высоты удаления основания летки от подины ванны печи. 3. The lining according to claim 1, characterized in that the carbon-containing layer is made of a hearth mass, while the height of this layer at the base of the energy concentrator does not exceed the height of removal of the notch base from the bottom of the furnace bath, and the height of the carbon-containing layer at the side wall does not exceed half the height removing the base of the tap hole from the bottom of the furnace bath.
RU93035276A 1993-07-07 1993-07-07 Lining of electric arc furnace bath for smelting foundry ferrochrome RU2048669C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93035276A RU2048669C1 (en) 1993-07-07 1993-07-07 Lining of electric arc furnace bath for smelting foundry ferrochrome

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93035276A RU2048669C1 (en) 1993-07-07 1993-07-07 Lining of electric arc furnace bath for smelting foundry ferrochrome

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2048669C1 true RU2048669C1 (en) 1995-11-20
RU93035276A RU93035276A (en) 1996-09-27

Family

ID=20144705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93035276A RU2048669C1 (en) 1993-07-07 1993-07-07 Lining of electric arc furnace bath for smelting foundry ferrochrome

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2048669C1 (en)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 14993854, кл. F 27D 1/00, 1987. *
Авторское свидетельство СССР N 712635, кл. F 27D 1/16, 1977. *
Рысс М.А. Производство ферросплавов. М.: Металлургия, 1985, с.202 - 204. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1076629A (en) Furnace wall structure capable of tolerating high heat load for use in electric arc furnace
JPS6128914B2 (en)
US3835230A (en) D.c. arc furnace for steelmaking
GB1579562A (en) Furnace and method for melting metallic material
US1440724A (en) Electrode for electric furnaces and process for manufacturing the same
US5381440A (en) Bottom electrode for direct current arc furnaces
RU2048669C1 (en) Lining of electric arc furnace bath for smelting foundry ferrochrome
RU2048668C1 (en) Lining of electric arc furnace bath for smelting foundry ferrochrome
US2589301A (en) Electric melting furnace
US5173920A (en) Direct-current electric-arc furnace
US4468782A (en) Method and device for operating a DC arc furnace
US5199043A (en) Lining for a direct-current electric arc furnace
KR101159969B1 (en) lance apparatus of electric furnace
JPH09243267A (en) Method for preventing flow ability lowering of molten slag in plasma melting furnace
JP5477228B2 (en) Ladle refining equipment for molten steel and ladle refining method for molten steel
CN218937062U (en) Device for preventing electricity connection of large submerged arc furnace
JPS6138392B2 (en)
CN2235108Y (en) Electrode structure at bottom of direct current arc furnace
RU131141U1 (en) ELECTRIC ARC FURNACE BATTING
CA2023041A1 (en) Direct-current electric-arc furnace
JP2774079B2 (en) Bottom electrode refractory brick of DC arc furnace
JP2680353B2 (en) How to repair the bottom electrode
JPS6036876A (en) Direct current arc furnace
Lupi et al. Arc Furnaces
Stansfield The electric furnace for iron and steel