RU2227881C2 - Electric-arc melting furnace (versions) - Google Patents

Electric-arc melting furnace (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2227881C2
RU2227881C2 RU2002119919/02A RU2002119919A RU2227881C2 RU 2227881 C2 RU2227881 C2 RU 2227881C2 RU 2002119919/02 A RU2002119919/02 A RU 2002119919/02A RU 2002119919 A RU2002119919 A RU 2002119919A RU 2227881 C2 RU2227881 C2 RU 2227881C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power transformer
furnace
phase
melting
bath
Prior art date
Application number
RU2002119919/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002119919A (en
Inventor
С.П. Бакуменко
Original Assignee
Бакуменко Сергей Пантелеевич
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 Бакуменко Сергей Пантелеевич filed Critical Бакуменко Сергей Пантелеевич
Priority to RU2002119919/02A priority Critical patent/RU2227881C2/en
Publication of RU2002119919A publication Critical patent/RU2002119919A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2227881C2 publication Critical patent/RU2227881C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: invention relates to electric-arc melting furnaces and at can be used for melting steels and alloys. Proposed electric-arc melting furnace has hearth conductor arranged under conducting part of charge bath opposite to electrodes connected to three-phase power transformer with organization of concentrated ionized space in limited volume under electrodes. EFFECT: provision of stable conditions of heating and melting of metal. 3 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, к плавильным дуговым электропечам и может быть использовано для выплавки стали и сплавов.The invention relates to electrical engineering, to smelting electric arc furnaces and can be used for smelting steel and alloys.

В современных конструкциях электросталеплавильных печей подвод электрической энергии на ванну печи представлен, в основном, двумя вариантами: через одноэлектродную и трехэлектродную схемы. В первом случае энергия концентрируется в одном пятне под дугой, а остальная часть передается столбом дуги. Во второй схеме - пятна под дугой разнесены на три площадки.In modern designs of electric arc furnaces, the supply of electric energy to the furnace bath is mainly represented by two options: through a single-electrode and a three-electrode circuit. In the first case, the energy is concentrated in one spot under the arc, and the rest is transmitted by the column of the arc. In the second scheme, the spots under the arc are spaced into three sites.

В представленной заявке в качестве аналога и прототипа используются следующие решения: известна плавильная дуговая электропечь, содержащая в рабочем пространстве источник нагрева и плавления, у которой электрод подключен к силовому источнику постоянного тока и размещен в центральной области над ванной печи (Сойфер В.М., Кузнецов Л.Н. Дуговая печь в сталеплавильном цехе. М.: Металлургия, 1989, с.179).In the submitted application, the following solutions are used as an analog and prototype: a melting electric arc furnace is known that contains a heating and melting source in the working space, in which the electrode is connected to a direct current power source and placed in the central region above the furnace bath (V.Soifer, Kuznetsov L.N. Arc furnace in a steelmaking workshop (Moscow: Metallurgy, 1989, p. 179).

Недостатками такой печи являются: концентрация подвода энергии в центральной области ванны печи, что приводит к неравномерному нагреву ее поверхности; в крупнотоннажных плавильных печах имеет место рост поперечных габаритов электрода и соответственно известные трудности при их производстве.The disadvantages of such a furnace are: the concentration of energy supply in the central region of the furnace bath, which leads to uneven heating of its surface; In large-capacity melting furnaces, there is an increase in the transverse dimensions of the electrode and, accordingly, there are known difficulties in their production.

Известна плавильная дуговая электропечь, содержащая в рабочем пространстве печи 3 электрода, подключенные к вторичной трехфазной сети силового трансформатора, электроды печи пространственно размещены со сдвигом по окружности (Никольский Л.Е. и др. Тепловая работа дуговых сталеплавильных электропечей. М.: Металлургия, 1981, с.53).Known arc electric furnace containing 3 electrodes in the working space of the furnace connected to the secondary three-phase network of the power transformer, the furnace electrodes are spatially placed with a shift in a circle (Nikolsky L.E. et al. Thermal work of arc steel-smelting electric furnaces. M .: Metallurgy, 1981 , p. 53).

Недостатками такой печи являются: локальное действие электрических дуг по поверхности ванны создает неравномерность подвода энергии от источника тока; неравномерность подвода энергии в начальной стадии плавления приводит к обвалам шихты и коротким замыканиям, что ведет к удлинению плавления металла завалки и росту расхода энергии на плавку.The disadvantages of such a furnace are: the local action of electric arcs on the surface of the bath creates an uneven supply of energy from the current source; uneven supply of energy in the initial stage of melting leads to collapses of the charge and short circuits, which leads to an extension of the melting of the filling metal and an increase in the energy consumption for melting.

Известно также и другое устройство электродуговой плавильной печи, которое содержит два источника электрической энергии, включающее питание электрических дуг переменным током от силового трехфазного трансформатора и от источника постоянного тока, один полюс которого соединен с подовым проводником, а другой полюс этого источника подключен к нулевой точке вторичных обмоток силового трансформатора и/или трехфазной группе индуктивного сопротивления или нулевым точкам обоих аппаратов (патент России №2191335 от 13.03.2000, прототип).Another device of an electric arc melting furnace is also known, which contains two sources of electric energy, including supplying electric arcs with alternating current from a three-phase power transformer and from a direct current source, one pole of which is connected to a bushing conductor, and the other pole of this source is connected to the zero point of the secondary windings of a power transformer and / or a three-phase inductive reactance group or to zero points of both devices (Russian patent No. 2191335 of 03/13/2000, prototype).

Такое решение не универсально. Оно не предусматривает точную пространственную привязку питания электрических дуг в плавильной печи от двух источников энергии. Одновременно это решение ориентировано только на соединение вторичных обмоток силового трансформатора по схеме “звезда”. На практике, как известно, вторичные обмотки силового трансформатора часто соединяют по схеме “треугольник”.This solution is not universal. It does not provide for the exact spatial reference of the supply of electric arcs in the melting furnace from two energy sources. At the same time, this solution is focused only on the connection of the secondary windings of the power transformer according to the "star" scheme. In practice, as you know, the secondary windings of a power transformer are often connected in a “triangle” pattern.

Задачей заявляемого изобретения является устранение недостатков в известных решениях построения электродуговых плавильных печей.The task of the invention is to eliminate the disadvantages of the known solutions for the construction of electric arc melting furnaces.

Поставленная задача решается тем, что электродуговая плавильная печь, содержащая ванну, трехфазный силовой трансформатор, три электрода для плавления металла, рабочие части которых расположены в пространстве печи, подключенные пофазно к вторичным обмоткам силового трансформатора, и дополнительный источник постоянного тока, соединенный одним своим полюсом через подовый проводник с металлом шихты ванны, а другой полюс источника постоянного тока подключен к нулевой точке вторичных обмоток силового трансформатора и/или трехфазной группе индуктивного сопротивления или нулевым точкам обоих аппаратов, при этом трехфазная группа силовых электродов установлена в области напротив подового проводника, расположенного под проводящей частью шихты ванны, а вторичные обмотки силового трансформатора и индуктивные сопротивления соединены по схеме “звезда”, а также электродуговая плавильная печь, содержащая ванну, трехфазный силовой трансформатор, три электрода для плавления металла, рабочие части которых расположены в пространстве печи, подключенные пофазно к вторичным обмоткам силового трансформатора, и дополнительный источник постоянного тока, соединенный одним своим полюсом через подовый проводник с металлом шихты ванны, а другой полюс источника постоянного тока подключен к нулевой точке трехфазной группе индуктивных сопротивлений, соединенных по схеме “звезда”, отличается тем, что вторичные обмотки силового трансформатора соединены по схеме “треугольник”.The problem is solved in that an electric arc melting furnace containing a bath, a three-phase power transformer, three electrodes for melting metal, the working parts of which are located in the furnace space, connected in phase to the secondary windings of the power transformer, and an additional DC source connected to one of its poles through a hearth conductor with the metal of the bath mixture, and the other pole of the DC source connected to the zero point of the secondary windings of the power transformer and / or three-phase groups e of inductive resistance or zero points of both devices, while a three-phase group of power electrodes is installed in the area opposite the hearth conductor located under the conductive part of the bath mixture, and the secondary windings of the power transformer and inductive resistances are connected in a star configuration, as well as an electric arc melting furnace, containing a bath, a three-phase power transformer, three electrodes for melting metal, the working parts of which are located in the space of the furnace, connected in phase to the secondary kam of the power transformer, and an additional DC source connected through one of its poles to the bath charge metal through the bottom conductor and the other pole of the DC source connected to the zero point of the three-phase group of inductances connected in the star circuit, characterized in that the secondary windings power transformer connected in a "triangle".

Благодаря расположению электродов, подключенных к силовому трансформатору, напротив подового проводника осуществляется точная пространственная взаимная привязка питания, электрических дуг в плавильной печи от двух источников энергии и создаются пофазно равные условия взаимодействия постоянного тока с переменным. Высокая ионизация подэлектродного пространства становится средой, в которой из-за сдвига токов по фазе дуговой разряд перемещается между электродами и тем самым увеличивается эффективное сечение проводящего пространства под электродами. В этих условиях плавление шихты происходит на большей площади, что позволяет осуществлять ввод энергии через один колодец. При этом исключаются обвалы и короткие замыкания, сокращается длительность плавления металла завалки, экономятся энергия и огнеупоры.Due to the location of the electrodes connected to the power transformer, opposite the hearth conductor, exact spatial interconnection of power, electric arcs in the melting furnace from two energy sources is carried out and phase-by-phase equal conditions for the interaction of direct current with alternating current are created. High ionization of the sub-electrode space becomes a medium in which, due to the phase shift of the currents, the arc discharge moves between the electrodes and thereby increases the effective section of the conductive space under the electrodes. Under these conditions, the charge is melted over a larger area, which allows energy input through one well. In this case, collapses and short circuits are excluded, the melting time of the filling metal is reduced, energy and refractories are saved.

В промышленных условиях широко применяется соединение вторичных обмоток силового трансформатора по схеме “треугольник”. Высокая степень ионизации подэлектродного пространства позволяет при использовании двух источников энергии вторичные обмотки силового трехфазного трансформатора соединять по схеме “треугольник”, а у источника постоянного тока один полюс подключить к подовому проводнику, а второй соединить с нулевой точкой трехфазной группы индуктивного сопротивления, исполненной по схеме “звезда”. Это решение сокращает потери энергии и упрощает построение печи. Открываются и другие режимные несложные возможности работы печи на совмещенных токах, постоянном и переменном.In industrial conditions, the connection of the secondary windings of a power transformer according to the "triangle" scheme is widely used. The high degree of ionization of the sub-electrode space makes it possible to connect the secondary windings of the power three-phase transformer using two “triangles” using two sources of energy, and connect one pole to the bottom conductor at the DC source, and connect the second to the zero point of the three-phase inductive resistance group performed according to the “ star". This solution reduces energy loss and simplifies furnace construction. Other operational and simple possibilities of operation of the furnace on combined currents, direct and alternating, are also opening up.

На фиг.1 и 1а, 2 и 3 изображена схема электродуговой плавильной печи, а на фиг.4 - ее принципиальное монтажное исполнение. На фиг.1а и 4 - силовые электроды для улучшения понимания чертежей выстроены в одну линию, хотя на самом деле они расположены со сдвигом по окружности. На фиг.1, 2 и 3 дан вид на свод сверху, где силовые электроды показаны со сдвигом по окружности, остальная проекция изображена по вертикальному разрезу печи.Figure 1 and 1A, 2 and 3 shows a diagram of an electric arc melting furnace, and figure 4 - its basic installation design. On figa and 4 - power electrodes to improve understanding of the drawings are aligned, although in fact they are located with a shift around the circumference. In figures 1, 2 and 3, a view of the arch is given from above, where the power electrodes are shown with a shift around the circumference, the rest of the projection is shown in a vertical section of the furnace.

Обозначения на чертежах: 1 - печь; 2 - футеровка ванны; 3 - источник переменного тока (силовой трансформатор); 4 - источник постоянного тока; 5 - силовые электроды; 6 - подовый проводник; 7 - трехфазная группа индуктивного сопротивления, соединенная по схеме “звезда”; 8 - свод печи; 9 - “завалка” шихты; 10 - вторичная сеть силового трансформатора; 11 - вторичные обмотки силового трансформатора, соединенные по схеме “звезда”; 12 - выпускной желоб печи; 13 - вид сверху на свод печи; 14 и 14а - выключатель во включенном и соответственно выключенном состояниях на входе в выпрямляющий блоки; 15 и 15а - соответственно со стороны первичной обмоток 3 силового трансформатора; 16 - соединение вторичных обмоток по схеме “звезда”; 17 - соответственно по схеме “звезда” или “треугольник”.Designations in the drawings: 1 - oven; 2 - lining of the bath; 3 - alternating current source (power transformer); 4 - a direct current source; 5 - power electrodes; 6 - hearth conductor; 7 - three-phase group of inductive resistance, connected according to the "star"; 8 - furnace arch; 9 - “filling” of the charge; 10 - secondary network of a power transformer; 11 - secondary windings of a power transformer connected by a star circuit; 12 - exhaust channel of the furnace; 13 is a top view of the arch of the furnace; 14 and 14a - the switch in the on and respectively off states at the entrance to the rectifying units; 15 and 15a, respectively, from the side of the primary windings 3 of the power transformer; 16 - connection of the secondary windings according to the "star" scheme; 17 - respectively, according to the “star” or “triangle” pattern.

Печь работает следующим образом (фиг.1, 1 а, 2 и 3).The furnace operates as follows (Fig.1, 1 a, 2 and 3).

Зажигание дуг производят по обычной процедуре от силового трансформатора 3. Затем на подовый проводник 6 и нулевую точку трансформатора 11 подают постоянное напряжение от источника постоянного тока 4. Регулирование токового режима проводят в соответствии с заданным технологическим режимом плавки.Ignition of the arcs is carried out according to the usual procedure from a power transformer 3. Then, a constant voltage from a direct current source 4 is applied to the hearth conductor 6 and the zero point of the transformer 11. The current mode is regulated in accordance with the specified technological melting mode.

На фиг.4 а, б, в, г, д, е, з представлены варианты базовой схемы в разном исполнении. Они работают с учетом заложенных в них особенностей, не выходя за поле притязаний заявляемого решения. Принципиальные схемы, изображенные на фиг.4а, б, в работают по таким же алгоритмам, как и схемы на фиг.1, 1 а, 2 и 3.In Fig. 4 a, b, c, d, e, e, h, variants of the basic circuit in different designs are presented. They work taking into account the features embedded in them, without leaving the field of claims of the proposed solution. The schematic diagrams shown in figa, b, c work according to the same algorithms as the circuit in figure 1, 1 a, 2 and 3.

Схемы на указанной фигуре 4 приведены в рабочем состоянии. Пуск в действие схем на фиг.4 г, д не отличается от пуска схем описанных вариантов выше, только работа печи ведется на постоянном токе при использовании вторичных обмоток 16 силового трансформатора (фиг.4 г) и группы индуктивных сопротивлений 7. В этих вариантах первичные обмотки 3 трансформатора отключены от сети.The circuits in this figure 4 are shown in working condition. The start-up of the circuits in Fig. 4 g, e does not differ from the start-up of the circuits of the options described above, only the furnace is operated at constant current using secondary windings 16 of the power transformer (Fig. 4 g) and the group of inductive resistances 7. In these embodiments, the primary windings 3 of the transformer are disconnected from the network.

Схема печи, представленная на фиг.4 е также работает на постоянном токе. В ней задействованы одновременно вторичные силовые обмотки 16 трансформатора и группа индуктивных сопротивлений 7.The furnace circuit shown in FIG. 4 e also operates on direct current. It involves simultaneously the secondary power windings 16 of the transformer and the inductive reactance group 7.

Печь, изображенная на фиг.4з работает как обычная печь, работающая на переменном токе. Источник постоянного тока 4 в этом варианте отключен коммутационным устройством (выключателем) 14а.The furnace depicted in FIG. 4z operates as a conventional alternating current furnace. The DC source 4 in this embodiment is disabled by the switching device (switch) 14a.

Монтажные исполнения базовой схемы электродуговой плавильной печи (фиг.4) открывают возможность работы печи в совмещенном варианте, когда используется постоянный и переменный токи в различных соотношениях, в том числе с преобладанием постоянного или переменного тока.Installation versions of the basic circuit of an electric arc melting furnace (Fig. 4) open up the possibility of operating the furnace in a combined version, when direct and alternating currents are used in various ratios, including the predominance of direct or alternating current.

На стадии доводки плавки большая мощность в большинстве случаев не требуется, поэтому финиш плавки может исполняться в заявленной печи как на постоянно-переменном, постоянном, так и переменном токах. Это подтверждает широкие возможности заявляемой электродуговой плавильной печи.At the finishing stage of the melting, a large capacity in most cases is not required, therefore, the finish of the melting can be performed in the declared furnace both on constant-alternating, constant, and alternating currents. This confirms the wide possibilities of the claimed electric arc melting furnace.

Для стадии расплавления шихтовых материалов печь может оснащаться устройствами для подвода энергии от альтернативных источников, она может работать на “печь-ковш” и как агрегат, в котором выплавляется сталь с легированием и предварительным раскислением металла в ванне и окончательным - при сливе жидкого расплава в ковш. Выплавку металла в заявляемой печи можно производить и по другим известным технологическим схемам.For the stage of melting the charge materials, the furnace can be equipped with devices for supplying energy from alternative sources, it can operate on a “ladle furnace” and as a unit in which steel is melted with alloying and preliminary deoxidation of the metal in the bath and final - when the liquid melt is drained into the ladle . The smelting of metal in the inventive furnace can be performed according to other known technological schemes.

Таким образом, заявляемая электродуговая плавильная печь является эффективным универсальным плавильным агрегатом для выплавки стали и сплавов.Thus, the inventive electric arc melting furnace is an effective universal melting unit for the smelting of steel and alloys.

Claims (2)

1. Электродуговая плавильная печь, содержащая ванну, трехфазный силовой трансформатор, три электрода для плавления металла, рабочие части которых расположены в пространстве печи, подключенные пофазно к вторичным обмоткам силового трансформатора, и дополнительный источник постоянного тока, соединенный одним своим полюсом через подовый проводник с металлом шихты ванны, а другой полюс источника постоянного тока подключен к нулевой точке вторичных обмоток силового трансформатора и/или трехфазной группе индуктивного сопротивления или нулевым точкам обоих аппаратов, отличающаяся тем, что трехфазная группа силовых электродов установлена в области напротив подового проводника, расположенного под проводящей частью шихты ванны, а вторичные обмотки силового трансформатора и индуктивные сопротивления соединены по схеме “звезда”.1. An electric arc melting furnace containing a bath, a three-phase power transformer, three electrodes for melting metal, the working parts of which are located in the space of the furnace, connected in phase to the secondary windings of the power transformer, and an additional DC source connected to one of its poles through a ground conductor with metal charge bath, and the other pole of the DC source connected to the zero point of the secondary windings of the power transformer and / or three-phase group of inductive resistance or evym points both devices, characterized in that the group of three-phase power electrodes installed in front of the hearth conductor disposed beneath the conductive portion of the charge bath, and the secondary winding of the power transformer and inductive reactances connected in a "star." 2. Электродуговая плавильная печь, содержащая ванну, трехфазный силовой трансформатор, три электрода для плавления металла, рабочие части которых расположены в пространстве печи, подключенные пофазно к вторичным обмоткам силового трансформатора, и дополнительный источник постоянного тока, соединенный одним своим полюсом через подовый проводник с металлом шихты ванны, а другой полюс источника постоянного тока подключен к нулевой точке трехфазной группы индуктивных сопротивлений, соединенных по схеме “звезда”, отличающаяся тем, что вторичные обмотки силового трансформатора соединены по схеме “треугольник”.2. An electric arc melting furnace containing a bath, a three-phase power transformer, three electrodes for melting metal, the working parts of which are located in the space of the furnace, connected in phase to the secondary windings of the power transformer, and an additional DC source connected to one of its poles through a ground conductor with metal charge bath, and the other pole of the DC source is connected to the zero point of the three-phase group of inductive resistances connected according to the "star" scheme, characterized in that The original windings of the power transformer are connected in a “triangle” pattern.
RU2002119919/02A 2002-07-22 2002-07-22 Electric-arc melting furnace (versions) RU2227881C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002119919/02A RU2227881C2 (en) 2002-07-22 2002-07-22 Electric-arc melting furnace (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002119919/02A RU2227881C2 (en) 2002-07-22 2002-07-22 Electric-arc melting furnace (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002119919A RU2002119919A (en) 2004-02-20
RU2227881C2 true RU2227881C2 (en) 2004-04-27

Family

ID=32465255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002119919/02A RU2227881C2 (en) 2002-07-22 2002-07-22 Electric-arc melting furnace (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2227881C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU202425U1 (en) * 2020-03-20 2021-02-17 Константин Сергеевич Ёлкин ELECTRIC FURNACE FOR MELTING ELECTROLYTE CONTAINING FLUORIDE SALTS, USED IN ELECTROLYSERS FOR PRODUCING ALUMINUM

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU202425U1 (en) * 2020-03-20 2021-02-17 Константин Сергеевич Ёлкин ELECTRIC FURNACE FOR MELTING ELECTROLYTE CONTAINING FLUORIDE SALTS, USED IN ELECTROLYSERS FOR PRODUCING ALUMINUM

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002119919A (en) 2004-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3949151A (en) Arc furnaces
JPS6128914B2 (en)
JPH03221781A (en) Dc arc furnace
EP0657710B1 (en) Dc arc furnace
RU2227881C2 (en) Electric-arc melting furnace (versions)
US6313429B1 (en) Dual mode plasma arc torch for use with plasma arc treatment system and method of use thereof
JPS6364486B2 (en)
JP3094035B2 (en) DC electric furnace
RU2333438C2 (en) Three-phase current steel-melting arc furnace
US4291744A (en) Apparatus for electroslag remelting of consumable electrodes
RU2249774C2 (en) Arc steel-melting furnace with heating of a charge in the furnace stack and a method of realization of a melt in the furnace
RU2206845C2 (en) Furnace-ladle
US3391238A (en) Preparation for smelting of metals and compounds with high melting points
RU2097947C1 (en) Dc electric arc furnace and its functioning
RU2191335C2 (en) Melting electric arc furnace
JP3533552B2 (en) DC arc furnace
RU2368670C2 (en) Method of steel melting in arc steel-making furnace of three-phase current
RU2088674C1 (en) Method of conducting smelting in three-electrode arc furnace
US3395238A (en) Power coupling and electrode arrangement for electric furnace
Hernandez Optimization of the Electrical Energy Transferred to the Liquid Steel Pool in the 200 Ton EAF Shop for Slabs at Sidor
RU2219451C2 (en) Electric arc melting furnace with bay window
US3383450A (en) Electric melt vessel having means for reducing cold spot areas therein
RU2003116362A (en) ARC STEEL-MELTING FURNACE WITH HEATING OF THE BOILER IN THE MINES AND METHOD OF CARRYING OUT THE SITES IN IT
SU788449A1 (en) Three-phase arc furnace short circuit
JPS6262183A (en) Arc furnace for smelting

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070723