RU2476603C1 - Способ выплавки стали в дуговой печи - Google Patents
Способ выплавки стали в дуговой печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476603C1 RU2476603C1 RU2011123742/02A RU2011123742A RU2476603C1 RU 2476603 C1 RU2476603 C1 RU 2476603C1 RU 2011123742/02 A RU2011123742/02 A RU 2011123742/02A RU 2011123742 A RU2011123742 A RU 2011123742A RU 2476603 C1 RU2476603 C1 RU 2476603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- carbon
- containing material
- pellets
- inert
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам выплавки стали в электропечах с погруженными в шлаковый расплав расходуемыми графитовыми электродами при непрерывной подаче металлизованных окатышей в шлаковый расплав одновременно с углеродсодержащим материалом, газом через осевое отверстие в электроде. В качестве газа используют инертные газы или смесь инертных и восстановительных газов, осуществляют раздельную подачу металлизованных окатышей и углеродсодержащего материала в потоке инертного газа или смеси инертных и восстановительных газов через конус из электроизоляционного материала с патрубками, установленный в осевом отверстии электрода над электрододержателем, и осуществляют плавку с учетом расхода углеродсодержащего материала, потери углерода в результате окисления электродов в шлаке и прихода углерода в подэлектродную зону при расплавлении в ней окатышей. Изобретение позволяет повысить стойкость торцевой части электрода, а также увеличить подвод тепла в зону плавления окатышей в условиях восстановительной атмосферы. 1 ил.
Description
Областью применения изобретения является металлургия, а именно электрометаллургия стали, в которой основой является непрерывная подача металлизованных окатышей в ванну дуговой сталеплавильной печи [Меркер Э.Э. и др. Патент РФ на изобретение №2385952 от 10.04.2010; бюл. №19].
Известен также способ электроплавки стали на основе применения непрерывной загрузки металлизованных окатышей в ванну дуговой печи через осевые отверстия в графитовых электродах [Меркер Э.Э. и др. Патент РФ на изобретение №2360009 от 27.06.20109; бюл. №18].
В известных процессах электроплавки стали графитовые электроды, погруженные в шлаковый расплав, окисляются, что снижает их стойкость и ухудшает технико-экономические показатели плавки в целом. Кроме того, окисляется также и боковая поверхность электрода вследствие выгорания электрода в окислительной атмосфере печи. Это обстоятельство является существенным недостатком всех известных способов электроплавки стали.
Задачей изобретения является создание восстановительной (инертной) атмосферы в пространстве под электродами печи, т.е. в той части шлаковой ванны дуговой печи, где находятся в работе графитовые электроды. Это позволяет уменьшить воздействие окислительной атмосферы на снижение стойкости графитовых электродов путем подачи металлизованных окатышей, графитсодержащих материалов, восстановительных (инертных) газов через осевые отверстия электродов в ванну печи. Например, в качестве защитных восстановительных газов используют природный газ или углеродсодержащие материалы [Кузин С.А. и др. Патент РФ на изобретение №94026565 от 27.06.1996; или Стадничук А.В. и др. Патент РФ на изобретение №2218676 от 10.12.2003].
Однако, несмотря на достигнутую экономию графитовых материалов и улучшение показателей электроплавки стали, известные вышеназванные и другие изобретения [патент США №4852120, МКИ4 Н05В 7/12, 1989] не нашли широкого практического применения из-за высоких издержек по эксплуатации электродов и их неэффективности применения в условиях эксплуатации дуговых печей с применением непрерывной подачи металлизованных окатышей в ванну при окислительной атмосфере в подэлектродном пространстве агрегатов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ [патент РФ №2158062] защиты электрода в шлаковом расплаве под электродами в печи, причем расходуемый электрод из карбидообразующего материала имеет осевое отверстие, позволяющее [Поволоцкий Д.Я. и др. Устройство и работа сверхмощных дуговых сталеплавильных печей. М.: Металлургия, 1990. 176 стр., стр.69, рис.35] осуществлять подачу восстановительного углеродсодержащего газа с расходом его в ванну печи в зависимости от объема приэлектродной зоны в шлаковом расплаве.
Техническим результатом данного способа является то, что надежность работы и стойкость электрода существенно возрастают с повышением технико-экономических показателей работы агрегата.
Недостатком указанного способа является то, что при подаче углеродсодержащего газа в ванну дуговой печи через осевое отверстие в электроде в приэлектродную зону, т.е. в зону шлакового расплава, где находятся высокотемпературные электрические дуги, определенная часть восстановительного газа, например метана (СН4), разлагается на углерод («C») и водород («H») с поглощением большого количества тепла по реакции, что снижает эффективность передачи тепла от дуг шлаку, а образующаяся при этом «сажа» (от углерода «С») может сконцентрироваться в отверстии электрода и заблокировать это отверстие при недостатке кислорода («О») в шлаке, идущего на окисление углерода. В этом случае если по содержанию в шлаке имеется избыток, то при реакции горения метана образуется значительное количество окислительных газов СО2 и H2O, которые, поднимаясь вверх по поверхности электродов, будет окислять их поверхности, что снижает их стойкость в процессе электроплавки.
Для решения этой сложной технической задачи и устранения недостатков из известных как в прототипе [патент РФ №2158062], так и в других изобретениях [Поволоцкий Д.Я. и др. Устройство и работа сверхмощных дуговых сталеплавильных печей. М.: Металлургия, 1990. Стр.176, стр.69, рис.35] необходимо в приэлектродной зоне создавать восстановительную атмосферу с контролируемым расходом восстановительного (инертного) газа или углеродсодержащего материала. Причем в случае использования углеродсодержащего материала при реакции образуется восстановительный газ (СО) и вместе с углеродом «С» создаются благоприятные условия по защите поверхности графитовых электродов от окисления. Использование инертных газов (аргон, азот и др.) в качестве носителя углеродсодержащего материала является важным положительным фактором, т.к. инертный газ создает не только восстановительную атмосферу в приэлектродной зоне, но и стабилизирует горение электрических дуг и интенсифицирует [Окороков Н.В. и др. М.: Электротермия, №9, 1962. С.13-19] процессы перемешивания при плавлении окатышей в шлаке.
Таким образом, настоящим изобретением решается комплексная техническая задача по защите поверхности графитового электрода, в особенности его торцевой части, где находится отверстие для выхода в шлаковый расплав металлизованных окатышей, углеродсодержащего материала и восстановительного (инертного) газа. Кроме того, новым техническим результатом является то, что плавление окатышей осуществляется в зоне воздействия дуг на шлак в условиях восстановительной атмосферы вследствие осуществления контролируемого расхода углеродсодержащего материала и восстановительных (инертных) газов.
Это достигается благодаря тому, что подачу окатышей через отверстие электрода осуществляют в шлаковый расплав совместно или раздельно с порошкообразным углеродсодержащим материалом в потоке восстановительного (инертного) газа.
Образующийся газ (СО) при сгорании углерода («С») в подэлектродном пространстве создает практически по всей площади торцевой и боковой поверхности электрода подвижный (газодинамический) защитный восстановительный слой из окиси углерода, что восстанавливает углерод на поверхности электрода.
При этом расход инертного (восстановительного) газа устанавливают из расчета скорости изменения образовавшегося объема шлака в подэлектродной зоне ванны: 
, где ΔVв - изменение объема этой зоны в ванне, м3; dэ - внешний диаметр электрода, м; Нш -заглубление электрода в шлаковом расплаве, м; τ - время, мин.
Таким образом, предлагается новый способ выплавки стали в дуговой печи с использованием подачи металлизованных окатышей, порошкообразного материала и газов через осевое отверстие электрода в ванну агрегата, включающий расчет оптимального расхода газа и углеродсодержащего материала, а также определение изменения объема подэлектродной зоны при расплавлении в ней окатышей, отличающийся тем, что в качестве газа используют инертные газы или смесь инертных и восстановительных газов, осуществляют раздельную подачу металлизованных окатышей и углеродсодержащего материала в потоке инертного газа или смеси инертных и восстановительных газов через конус из электроизоляционного материала с патрубками, установленный в осевом отверстии электрода над электрододержателем, с соблюдением соотношения: 
где 
, 
, 
- соответственно расход углеродсодержащего материала, потери углерода в результате окисления электродов в шлаковом расплаве и приход углерода в подэлектродную (приэлектродную) зону ванны при расплавлении в ней металлизованных окатышей, кг/плавку.
Работа по данному способу осуществляется следующим образом (см. фиг.1). После загрузки металлошихты (металлолом, окатыши, стружка и т.д.) в дуговую печь в результате воздействия электрических дуг на шихту образуется жидкий металл (1) и расплав шлака (2), причем электроды (3) могут быть первоначально размещены как над шлаком, так и затем в жидком шлаке. Электрод (3) с осевым отверстием (4) поддерживается в дуговой печи электрододержателем (5), с помощью которого осуществляют подвод электроэнергии на электрод с целью образования электрических дуг. В печи электрод имеет конус (6) с патрубками для подачи на расплавление углеродсодержащего материала (7) и металлизованных окатышей (8) в жидком шлаке. Причем окатыши, углеродсодержащий материал, инертный и восстановительные газы (9) подаются в ванну печи через осевое отверстие (4) электрода (5) в шлак (2) для создания соответствующих благоприятных условий плавления окатышей в области воздействия высокотемпературных электрических дуг (10) с обеспечением восстановительной атмосферы в подэлектродном пространстве (11) шлаковом расплаве ванны. В результате подачи углеродсодержащего материала (7) в подэлектродное пространство (11) осуществляется реакция окисления углерода: «С»+(FeO)=Feж+CO↑, где «С» - углерод порошка и окатышей, FeO - окисел железа в шлаковом расплаве (2) и СО - монооксид углерода, %. С помощью подачи инертного и восстановительного газов через патрубки конуса (6) поддерживают восстановительную атмосферу в изменяющемся объеме ([ΔV]↓В, м↑3/мин) подэлектродного пространства (11) в шлаковом расплаве. Тем самым устраняются условия окисления электродов в восстановительной атмосфере и одновременно интенсифицируются процессы нагрева и плавления окатышей в ванне дуговой печи.
Практическая реализация предлагаемого способа выплавки стали в дуговой печи может быть осуществлена с использованием известного устройства [патент РФ №2374582. Опубл. 27.11.2009. Бюл. №33] и способов электроплавки стали в дуговой печи [патент РФ №2360009. Опубл. 27.06.2009. Бюл. №18] с защитой электродов [патент РФ №2158062] в шлаковом расплаве.
Список литературы
1. Меркер Э.Э. и др. Патент РФ на изобретение №2385952 от 10.04.2010 г., бюл. №19.
2. Меркер Э.Э. и др. Патент РФ на изобретение №2360009 от 27.06.2009 г., бюл. №18.
3. Кузин С.А. и др. Патент РФ на изобретение №94026565 от 27.06.1996 г.
4. Стадничук А.В. и др. Патент РФ на изобретение №2218676 от 10.12.2003 г.
5. Патент США №4852120, МКИ4 Н05В 7/12, 1989 г.
6. Патент РФ №2158062.
7. Поволоцкий Д.Я. и др. М.: Металлургия, 1990 г., 176 с.; с.69; рис.35.
Claims (1)
- Способ выплавки стали в дуговой печи с использованием металлизованных окатышей, включающий подвод электроэнергии к графитовому электроду с осевым отверстием и подачу в ванну печи с металлом и шлаком металлизованных окатышей, углеродсодержащего материала и газа, отличающийся тем, что в качестве газа используют инертные газы или смесь инертных и восстановительных газов, в потоке которых осуществляют раздельную подачу металлизованных окатышей и углеродсодержащего материала через конус из электроизоляционного материала с патрубками, установленный в осевом отверстии электрода над электрододержателем, и осуществляют плавку с обеспечением инертно-восстановительной атмосферы в подэлектродной зоне вокруг торцевой и боковой поверхностей электрода при соблюдении соотношениягде
,,- соответственно расход углеродсодержащего материала, потери углерода в результате окисления электродов в шлаке и приход углерода в подэлектродную зону при расплавлении в ней окатышей (кг/плавку).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123742/02A RU2476603C1 (ru) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Способ выплавки стали в дуговой печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123742/02A RU2476603C1 (ru) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Способ выплавки стали в дуговой печи |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011123742A RU2011123742A (ru) | 2012-12-20 |
| RU2476603C1 true RU2476603C1 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011123742/02A RU2476603C1 (ru) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Способ выплавки стали в дуговой печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476603C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567422C2 (ru) * | 2014-03-11 | 2015-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ регулирования электроплавки железорудных металлизованных окатышей в дуговой сталеплавильной печи |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3621323A1 (de) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Asea Ab | Verfahren zur herstellung von stahl in einem lichtbogenofen |
| US4852120A (en) * | 1988-11-08 | 1989-07-25 | Nikko Industry Co., Ltd. | Cooling apparatus for electric arc furnace electrodes |
| RU2158062C1 (ru) * | 1999-07-28 | 2000-10-20 | Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" | Способ защиты нерасходуемого электрода в шлаковом расплаве |
| RU2356946C2 (ru) * | 2005-09-07 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Устройство для продувки газом |
| RU2374582C2 (ru) * | 2005-09-07 | 2009-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Дуговая печь для выплавки стали с использованием металлизованных окатышей |
-
2011
- 2011-06-14 RU RU2011123742/02A patent/RU2476603C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3621323A1 (de) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Asea Ab | Verfahren zur herstellung von stahl in einem lichtbogenofen |
| US4852120A (en) * | 1988-11-08 | 1989-07-25 | Nikko Industry Co., Ltd. | Cooling apparatus for electric arc furnace electrodes |
| RU2158062C1 (ru) * | 1999-07-28 | 2000-10-20 | Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" | Способ защиты нерасходуемого электрода в шлаковом расплаве |
| RU2356946C2 (ru) * | 2005-09-07 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Устройство для продувки газом |
| RU2374582C2 (ru) * | 2005-09-07 | 2009-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Дуговая печь для выплавки стали с использованием металлизованных окатышей |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567422C2 (ru) * | 2014-03-11 | 2015-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ регулирования электроплавки железорудных металлизованных окатышей в дуговой сталеплавильной печи |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011123742A (ru) | 2012-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102424236B1 (ko) | 리튬 이온 배터리의 제련 방법 | |
| CN201867056U (zh) | 有色冶金组合炉 | |
| RU2476603C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой печи | |
| KR840008699A (ko) | 야금로의 작동법 | |
| CN202660558U (zh) | 用于有色金属反射炉的烧嘴、烧嘴组件以及燃烧系统 | |
| RU2483119C2 (ru) | Способ электроплавки стали в дуговой печи | |
| EP1446984B1 (en) | Electrode, in particular for siderurgical electric arc furnaces and the like, and related operation method | |
| RU2158062C1 (ru) | Способ защиты нерасходуемого электрода в шлаковом расплаве | |
| CA2801785C (en) | Method and system of removing accretion buildup in a furnace | |
| CN220624924U (zh) | 一种用于矿热炉可通气的石墨电极 | |
| AU2015348740B2 (en) | Plasma and oxygas fired furnace | |
| CN2548096Y (zh) | 交流等离子矿热炉 | |
| RU2318876C1 (ru) | Устройство для прямого восстановления металлов | |
| CN101782331B (zh) | 一种喷煤装置 | |
| RU2476599C2 (ru) | Способ электродугового жидкофазного углетермического восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления | |
| RU2176856C2 (ru) | Нерасходуемый электрод для руднотермических и обеднительных многошлаковых электропечей | |
| RU2166843C2 (ru) | Нерасходуемый электрод | |
| RU61283U1 (ru) | Плазменно-дуговая печь | |
| Koster et al. | The advanced KT injection system for high-productivity EAFs | |
| Migas et al. | Selected Aspects of Graphite Applications in Ferrous Metallurgy | |
| RU2523381C2 (ru) | Способ ведения начального периода электроплавки в дуговой печи постоянного тока | |
| CN201686717U (zh) | 一种水冷碳氧枪 | |
| RU2010107827A (ru) | Способ выплавки стали | |
| RU2384625C1 (ru) | Способ плазменного восстановления железа из оксидного расплава и устройство для его осуществления | |
| WO2012032421A1 (en) | Brush-arc furnaces and a method of processing ores |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160615 |