RU2567424C1 - Method of steel melting out of iron-ore iron-rich pellets in electric arc furnace - Google Patents

Method of steel melting out of iron-ore iron-rich pellets in electric arc furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2567424C1
RU2567424C1 RU2014114401/02A RU2014114401A RU2567424C1 RU 2567424 C1 RU2567424 C1 RU 2567424C1 RU 2014114401/02 A RU2014114401/02 A RU 2014114401/02A RU 2014114401 A RU2014114401 A RU 2014114401A RU 2567424 C1 RU2567424 C1 RU 2567424C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
melting
pellet
pellets
evaporation zone
Prior art date
Application number
RU2014114401/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014114401A (en
Inventor
Эдуард Эдгарович Меркер
Евгений Александрович Черменёв
Виктор Александрович Степанов
Наталья Анатольевна Киселёва
Ирина Юрьевна Грачёва
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2014114401/02A priority Critical patent/RU2567424C1/en
Publication of RU2014114401A publication Critical patent/RU2014114401A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2567424C1 publication Critical patent/RU2567424C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to steel melting out of iron-ore iron-rich pellets in arc furnace. are supplied continuously to the metal evaporation zone, created upon contact of the electric arcs with melted metal, and their melting is performed with assurance of the optimal waste of metal in said zone considering ratio of iron-ore iron-rich pellets consumption in said zone with parameters of heat state of slag-metal bath of the furnace.
EFFECT: reduced waste of metal in furnace, increased production of good steel, and reduced power consumption for pellets melting in the furnace.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к электрометаллургии стали, в которой основой является непрерывная подача железорудных металлизованных окатышей (ЖМО) в зону высоких температур в ванне дуговой сталеплавильной печи (RU 2483119, опубл. 27.05.2013).The invention relates to the field of metallurgy, and more particularly to steel electrometallurgy, in which the basis is the continuous supply of iron ore metallized pellets (LMO) to the high temperature zone in the bath of an arc steel furnace (RU 2483119, publ. 05.27.2013).

Известны также способы электроплавки стали с применением окисленных и металлизованных окатышей с подачей их в дуговую печь (Известия ВУЗов. Черная металлургия. №3. 2003. С. 55-59; Известия ВУЗов. Черная металлургия. №9. 2008. С. 67-68) для охлаждения ванны с целью снижения угара металла, образующегося при воздействии электрических дуг на поверхность жидкого металла и шлака с помощью кислородных фурм (RU 2132394, опубл. 27.06.1999).There are also known methods of steel melting using oxidized and metallized pellets with their feeding into an arc furnace (Izvestia VUZov. Ferrous metallurgy. No. 3. 2003. S. 55-59; Izvestia VUZov. Ferrous metallurgy. No. 9. 2008. S. 67- 68) for cooling the bath in order to reduce the fumes of metal formed by the action of electric arcs on the surface of liquid metal and slag using oxygen tuyeres (RU 2132394, publ. 06.27.1999).

Задачей изобретения является повышение эффективности электроплавки стали на основе применения методов (RU 2483119, опубл. 27.05.2013; Известия ВУЗов. Черная металлургия. №9. 2008. с. 67-68) подачи железорудных металлизованных окатышей (ЖМО) в зону высоких температур с возможностью снижения пылеуноса и угара металла в зоне контакта электрических дуг с жидким металлом. Это создается благодаря тому, что в качестве охладителя поверхности металла в зоне контакта с ним высокотемпературных (до 6000 K) электрических дуг, что позволяет снизить в этой зоне температуру испарения металла до приемлемой (Известия ВУЗов. Черная металлургия. №3. 2003. С. 55-59; Известия ВУЗов. Черная металлургия. №9. 2008. С. 67-68) и это обстоятельство приводит к снижению угара металла (RU 2132394, опубл. 27.06.1999) и повышению выхода годной жидкой стали в печи.The objective of the invention is to increase the efficiency of steel melting based on the application of methods (RU 2483119, publ. 05.27.2013; Izvestiya VUZov. Ferrous metallurgy. No. 9. 2008. S. 67-68) feeding iron ore metallized pellets (LMO) in the high temperature zone with the possibility of reducing dust and fumes of metal in the contact zone of electric arcs with liquid metal. This is due to the fact that, as a metal surface cooler in the zone of contact with it, high-temperature (up to 6000 K) electric arcs, which allows to reduce the metal evaporation temperature in this zone to an acceptable one (Izvestiya VUZov. Ferrous metallurgy. No. 3. 2003. C. 55-59; University proceedings. Ferrous metallurgy. No. 9. 2008. S. 67-68) and this circumstance leads to a decrease in metal waste (RU 2132394, publ. 06/27/1999) and increase the yield of liquid steel in the furnace.

Однако несмотря на достигнутые результаты по снижению пылеуноса (Известия ВУЗов. Черная металлургия. №3. 2003. С. 55-59; RU 2132394, опубл. 27.06.1999) из зоны испарения металла в ванне дуговой сталеплавильной печи (ДСП), применяемые способы (RU 2483119, опубл. 27.05.2013; Известия ВУЗов. Черная металлургия. №9. 2008. С. 67-68) не позволяют существенно снизить угар металла, т.к. охлаждаемые материалы, например окисленные и металлизованные окатыши, не попадают непосредственно на поверхности испарения жидкого металла в зонах контакта электрических дуг с ним и, кроме того, в этих условиях (RU 2483119 опубл. 27.05.2013; Известия ВУЗов. Черная металлургия. №3. 2003. С. 55-59) значительная часть ЖМО остается в шлаке и не достигает зоны испарения (Известия ВУЗов. Черная металлургия. №9. 2008. С. 67-68; RU 2132394, опубл. 27.06.1999), а следовательно, не представляется возможным существенно снизить угар металла в ванне ДСП.However, despite the results achieved in reducing dust extraction (University News. Ferrous metallurgy. No. 3. 2003. P. 55-59; RU 2132394, publ. 06/27/1999) from the zone of metal evaporation in the bath of an arc steel furnace (DSP), the methods used (RU 2483119, publ. 05.27.2013; Proceedings of the universities. Ferrous metallurgy. No. 9. 2008. S. 67-68) do not significantly reduce the waste of metal, because cooled materials, such as oxidized and metallized pellets, do not directly fall on the evaporation surface of liquid metal in the contact zones of electric arcs with it and, moreover, under these conditions (RU 2483119 publ. 05.27.2013; Izvestiya VUZov. Ferrous metallurgy. No. 3. 2003. S. 55-59) a significant part of the LMO remains in the slag and does not reach the evaporation zone (Izvestia VUZov. Ferrous metallurgy. No. 9. 2008. S. 67-68; RU 2132394, publ. 06/27/1999), and therefore it is not possible to significantly reduce the waste of metal in the bath chipboard.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ (RU 2134304, опубл. 10.08.1999) электроплавки стали с подачей окисленных и металлизованных окатышей в ванну дуговой печи. Данный способ (RU 2134304, опубл. 10.08.1999) позволяет подавать ЖМО в зону высоких температур расплавленных шлака и металла, но вне зоны контакта электрических дуг с поверхностью жидкого металла, что способствует, однако, снижению пылеуноса и угара металла в ванне ДСП. К тому же определенная часть железорудных окатышей расплавляется в шлаке, а не в металле, т.е. не способствует охлаждению металла и снижению его угара.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method (RU 2134304, publ. 10.08.1999) steel melting with the supply of oxidized and metallized pellets in the bath of an arc furnace. This method (RU 2134304, publ. 10.08.1999) allows you to feed LMOs into the high temperature zone of molten slag and metal, but outside the contact zone of the electric arcs with the surface of the liquid metal, which contributes, however, to the reduction of dust and fumes in the bath of the chipboard. In addition, a certain part of iron ore pellets is melted in slag, and not in metal, i.e. It does not contribute to cooling the metal and reducing its fumes.

Недостатком прототипа, т.е. указанного способа (RU 2134304, опубл. 10.08.1999) является то, что при электроплавке стали не предусматривается подача ЖМО непосредственно в зону испарения металла, т.е. на поверхность контакта электрических дуг с металлом, что можно практически осуществить, если использовать (RU 2483119 опубл. 27.05.2013; Известия ВУЗов. Черная металлургия. №9. 2008. С. 67-68), например, метод подачи окатышей через полые электроды в ванну печи, т.е. в зону контакта дуг с поверхностью испарения металла в агрегате. Поэтому для устранения недостатка в прототипе (RU 2134304, опубл. 10.08.1999), как и в других способах (Известия ВУЗов. Черная металлургия. №3. 2003. С. 55-59; RU 2132394, опубл. 27.06.1999, необходимо решить сложную техническую задачу по подаче охлаждающих материалов, например ЖМО и другие в зону высоких температур.The disadvantage of the prototype, i.e. of the specified method (RU 2134304, publ. 10.08.1999) is that when electrofusing steel, it is not intended to supply LMOs directly to the metal evaporation zone, i.e. on the contact surface of electric arcs with metal, which can be practically done if used (RU 2483119 publ. 05.27.2013; Izvestiya VUZov. Ferrous metallurgy. No. 9. 2008. P. 67-68), for example, the method of feeding pellets through hollow electrodes into the furnace bath, i.e. into the contact zone of the arcs with the surface of the evaporation of the metal in the unit. Therefore, to eliminate the disadvantage of the prototype (RU 2134304, publ. 10.08.1999), as well as in other methods (Izvestiya VUZov. Ferrous metallurgy. No. 3. 2003. S. 55-59; RU 2132394, publ. 27.06.1999, it is necessary solve the difficult technical problem of supplying cooling materials, such as LMOs and others to the high temperature zone.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение эффективности электроплавки стали с применением ЖМО, снижение пылеуноса из-под электрических дуг в ванне и уменьшение угара металла с поверхности жидкого металла за счет плавления окатышей на нем, а также снижение расхода электроэнергии на процесс электроплавки в дуговой печи с применением полых электродов.The aim of the invention is to eliminate these drawbacks, increase the efficiency of electric steel melting using LMOs, reduce dust extraction from under electric arcs in a bath and reduce the burning of metal from the surface of a liquid metal by melting pellets on it, as well as reduce the energy consumption for the electric melting process in an arc hollow electrode furnaces.

Технический результат по данному изобретению достигается тем, что способ электроплавки стали в дуговой печи, включающий подачу железорудных металлизованных окатышей через полые электроды в ванну печи и в зону испарения металла, образующийся при контакте электрических дуг с расплавом, отличающийся тем, что железорудные окатыши подают непрерывно через полые электроды в зону испарения металла и определяют угар металла на поверхности в этой зоне в соответствии с выражением в виде: Gугар=(3Pд×ηд-Σqизл×F-K×qок)/Lj, где qизл=с×εэ((Tд/100)4-(Ток/100)4), а qок=[cок(Tпл-Tок)Lпл+cp(Tм-Tпл)]×Vок, причем Pд - тепло, генерируемое в электрической дуге, Вт; ηд - кпд дуги; Σqизл - доля тепла от излучения трех дуг на поверхность (F, м2) испарения менисков в зоне контакта дуг с расплавом, Вт/м2; K - доля окатышей, которая плавится на поверхностном слое металла в зоне испарения; qок - удельный тепловой поток на нагрев и плавление окатышей в слое расплава под дугой, Вт/м3; с - излучательная способность абсолютно черного тела, 5,67 Вт/(м2*); εэ - приведенная степень черноты системы дуга - расплав - окатыш, 0,9; Tд и Ток - температура дуги и поверхности окатыша соответственно для Тд=6000 K; Lj и Lпл - удельная теплота испарения железа и плавления окатышей, Дж/кг; cок и ср - удельная теплоемкость окатыша и получившегося расплава после расплавления окатыша, Дж/(кг*K); Ток, Тпл, Тм - начальная температура окатыша, температура его плавления и температура металла в расплаве в ванне печи, K; Vок - расход железорудных окатышей в зону испарения металла в печи, кг/с, а также тем, что определяют скорость подачи окатышей в зону испарения печи по выражению: V о к = ( Δ q в c ¯ * V t G 0 ) / τ

Figure 00000001
, кг/с, где Gτ - текущая масса металла в печи, кг; c ¯
Figure 00000002
- средняя теплоемкость металла в печи, Дж/(кг*K); τ - время загрузки окатышей в печь, с; Т - температура жидкого металла в ванне печи, K; Vt - скорость нагрева металла в ванне печи, °C/с; G0 - начальная масса металла в печи перед подачей окатышей в ванну печи, кг и, кроме того, способ, отличающийся тем, что тепло, генерируемое в электрической дуге, определяют по зависимости Pд=Uд*Iд, где Uд и Iд - напряжение (B) и ток дуги (A), а поверхность мениска в зоне испарения (F) рассчитывают по формуле: F=2π(Lд+rэ)*hмен, где Lд - длина дуги, м2; rэ - радиус электрода печи, м; hмен=rок/2 - глубина погружения окатыша на поверхности испарения (мениска) в расплаве под дугой в печи, м, а также тем, что скорость плавления окатышей на поверхности F=Sмен рассчитывают по выражению: Vпл=mок*N/τпл, при этом mок - вес окатыша, кг; τпл - время плавления окатыша, с; N - число окатышей на поверхности испарения, равное для трех электрических дуг N=(3*Sмен/Sок)*0,9069, где Sмен - поверхность мениска на поверхности испарения металла м2; S о к = π * r о к 2
Figure 00000003
- площадь поверхности окатыша, м2; rок - радиус окатыша, м; 0,9069 - коэффициент оптимальной плотности размещения окатышей на поверхности F=Sмен и в то же время, способ, отличающийся тем, что устанавливают расход окатышей (Vок, кг/с) в зависимости от текущей скорости их плавления (Vпл, кг/с) по неравенству: Vок≤Vпл=mок*N/τпл, причем τ п л = x 1 * α x 2
Figure 00000004
, где α - коэффициент конвективной теплоотдачи в системе окатыш - расплав, Вт/м2*K; x1 и x2 - стехиометрические коэффициенты, при этом для зависимости времени плавления от коэффициента конвективной теплоотдачи (α) окатышей при их нагреве в ванне дуговой печи установлены следующие показатели для 150-т ДСП x1=10,64 и x2=-0,798.The technical result according to this invention is achieved by the fact that the method of electric melting of steel in an arc furnace, comprising feeding iron ore metallized pellets through hollow electrodes to the furnace bath and into the evaporation zone of the metal formed upon contact of the electric arcs with the melt, characterized in that the iron ore pellets are fed continuously through hollow electrodes in the metal evaporation zone and determine the waste of metal on the surface in this zone in accordance with the expression in the form: G intoxication = (3P × η d d -Σq FK rad × q × c) / L j, where q rad = a × ε e ((T d / 100) 4 - (T k / 100) 4), and q c = [c app (T c -T pl) L pl + c p (T m -T pl)] × V c, and P d - heat generated in the arc, W ; η d - arc efficiency; Σq rad - the proportion of the heat radiation from the surface of three arcs (F, m 2), meniscal evaporation zone in contact with the melt arcs, W / m 2; K is the fraction of pellets that melts on the surface layer of the metal in the evaporation zone; q ok - specific heat flux for heating and melting the pellets in the melt layer under the arc, W / m 3 ; C is the emissivity of a completely black body, 5.67 W / (m 2 * ); ε e is the reduced degree of blackness of the arc-melt-pellet system, 0.9; T d and T c - and the surface temperature of the arc, respectively pellet for T d = 6000 K; L j and L PL - specific heat of evaporation of iron and the melting of pellets, J / kg; c ok and p p - specific heat of the pellet and the resulting melt after the pellet is melted, J / (kg * K); T ok , T pl , T m - the initial temperature of the pellet, its melting temperature and the temperature of the metal in the melt in the furnace bath, K; V ok - the consumption of iron ore pellets in the evaporation zone of the metal in the furnace, kg / s, as well as the fact that they determine the feed rate of pellets into the evaporation zone of the furnace by the expression: V about to = ( Δ q at c ¯ * V t - G 0 ) / τ
Figure 00000001
, kg / s, where G τ is the current mass of metal in the furnace, kg; c ¯
Figure 00000002
- the average heat capacity of the metal in the furnace, J / (kg * K); τ — time of loading pellets into the furnace, s; T is the temperature of the molten metal in the furnace bath, K; V t — metal heating rate in the furnace bath, ° C / s; G 0 is the initial mass of metal in the furnace before feeding the pellets into the furnace bath, kg and, in addition, a method characterized in that the heat generated in the electric arc is determined by the dependence P d = U d * I d , where U d and I d - voltage (B) and arc current (A), and the meniscus surface in the evaporation zone (F) is calculated by the formula: F = 2π (L d + r e ) * hmen , where L d - arc length, m 2 ; r e is the radius of the furnace electrode, m; hmen = r ok / 2 - the depth of immersion of the pellet on the evaporation surface (meniscus) in the melt under the arc in the furnace, m, and also the fact that the melting speed of the pellets on the surface F = Smen is calculated by the expression: V pl = m ok * N / τ pl , with m ok - the weight of the pellet, kg; τ PL - pellet melting time, s; N is the number of pellets on the evaporation surface, equal for three electric arcs N = (3 * S men / S ok ) * 0.9069, where S men is the meniscus surface on the metal evaporation surface m 2 ; S about to = π * r about to 2
Figure 00000003
- the surface area of the pellet, m 2 ; r ok - the radius of the pellet, m; 0.9069 is the coefficient of the optimal density of the placement of pellets on the surface F = S men and at the same time, a method characterized in that the consumption of pellets (V ok , kg / s) is established depending on the current rate of their melting (V PL , kg / s) by the inequality: V c ≤V mp = m c * N / τ area, wherein τ P l = x one * α x 2
Figure 00000004
where α is the convective heat transfer coefficient in the pellet-melt system, W / m 2 * K; x 1 and x 2 are stoichiometric coefficients, while for the dependence of the melting time on the convective heat transfer coefficient (α) of the pellets when they are heated in the bath of the arc furnace, the following indicators are established for 150 t of chipboard x 1 = 10.64 and x 2 = -0.798 .

На фиг. 1 приведена схема подачи окатышей, их нагрев и плавление на поверхности испарения жидкого металла, где обозначены подача печи (1), поверхность испарения металла (2), шлак (3), позиция полого электрода в печи (5), окатыш в жидком металле (6).In FIG. Figure 1 shows the scheme for feeding pellets, their heating and melting on the surface of evaporation of liquid metal, where the feed of the furnace (1), surface of evaporation of metal (2), slag (3), position of the hollow electrode in the furnace (5), and pellet in liquid metal ( 6).

Работа по предлагаемому способу электроплавки стали в дуговой печи может быть технически осуществлена в соответствии со схемой (фиг. 1) размещения полых электродов в агрегате, где осуществляется непрерывная подача ЖМО в ванну на подине ДСП (1) располагается жидкий металла (2) и шлак (3), на который через полые электроды (4) подают в зону электрической дуги (5) окатыши (6) на поверхность испарения (мениска) металла (7), где происходит образование плавильной пыли, нагрев и плавление железорудных металлизованных окатышей. Охлаждающее влияние ЖМО на поверхности испарения металла (7) приводит к снижению выноса пыли, т.е. к снижению угара металла и повышению выхода годной стали в дуговой печи и в то же время эффективность электроплавки стали по данному изобретению можно оценить по данным проведенных исследований (RU 2483119, опубл. 27.05.2013; Известия ВУЗов. Черная металлургия. №3. 2003. С. 55-59), из которых следует, что охлаждающее влияние (Известия ВУЗов. Черная металлургия. №9. 2008. с. 67-68; RU 2132394, опубл. 27.06.1999) подачи окатышей в зону высоких температур, а конкретнее в зону испарения металла позволяет уменьшить угар металла практически полностью (RU 2483119, опубл. 27.05.2013; Известия ВУЗов. Черная металлургия. №9. 2008. С. 67-68), если поверхность испарения) (Sмен) полностью покрывается N количеством окатышей, что регулируется оптимальным расходом окатышей (Vокопт) в ванну ДСП.Work on the proposed method of electric steel melting in an arc furnace can be technically carried out in accordance with the scheme (Fig. 1) for placing hollow electrodes in the unit, where the LMO is continuously fed into the bath on the bottom of the chipboard (1), there is liquid metal (2) and slag ( 3), through which, through the hollow electrodes (4), pellets (6) are fed into the electric arc zone (5) onto the evaporation (meniscus) surface of the metal (7), where the formation of melting dust, heating and melting of iron ore metallized pellets takes place. The cooling effect of LMOs on the metal evaporation surface (7) leads to a decrease in dust removal, i.e. to reduce the waste of metal and increase the yield of steel in an arc furnace and at the same time, the efficiency of electric melting of steel according to this invention can be estimated according to research (RU 2483119, publ. 05.27.2013; Izvestiya VUZov. Ferrous metallurgy. No. 3. 2003. P. 55-59), from which it follows that the cooling effect (Izvestia VUZov. Ferrous metallurgy. No. 9. 2008. S. 67-68; RU 2132394, publ. 06.27.1999) the supply of pellets to the high temperature zone, and more specifically in the evaporation zone of the metal can reduce metal waste almost completely (RU 2483119, publ. 05.27.2013; Izvestia Universities. Ferrous metallurgy. No. 9. 2008. S. 67-68), if the evaporation surface) ( Smen ) is completely covered with N quantity of pellets, which is regulated by the optimal consumption of pellets (V okopt ) in the chipboard bath.

Эффективность процессов электроплавки стали с применением способа подачи ЖМО на поверхность испарения металла в зоне контакта дуг с ним достигается оптимальным соотношением скорости и количества подачи окатышей с параметрами теплового состояния ванны дуговой печи.The efficiency of steel smelting processes using the method of supplying LMOs to the metal evaporation surface in the contact zone of the arcs with it is achieved by the optimal ratio of the speed and quantity of pellet feed with the thermal state of the arc furnace bath.

Таким образом, настоящим изобретением решается комплексная техническая задача по снижению угара металла при плавлении окатышей на поверхности испарения в зоне контакта электрических дуг с металлом. Кроме того, техническим результатом является то, что предлагаемый способ позволяет снизить пылеунос из ДСП, повысить выход годной стали, уменьшить загрязнение окружающей среды и расход электроэнергии на электроплавку.Thus, the present invention solves the complex technical problem of reducing metal waste during the melting of pellets on the evaporation surface in the contact zone of electric arcs with metal. In addition, the technical result is that the proposed method allows to reduce dust removal from particleboard, increase the yield of steel, reduce environmental pollution and energy consumption for electric melting.

Claims (4)

1. Способ плавки стали из железорудных металлизованных окатышей (ЖМО) в дуговой сталеплавильной печи, включающий их подачу через полые электроды и плавление, отличающийся тем, что подачу ЖМО ведут непрерывно в зону испарения металла, образующуюся при контакте электрических дуг с металлическим расплавом, определяют угар металла (Gугар ) в зоне испарения и поддерживают его в процессе плавки на оптимальном уровне путем регулирования расхода ЖМО в упомянутую зону, при этом угар металла вычисляют в соответствии с выражением
Gугар=(3 Р ×η -Σqизл×F-K×qок)/Lj, где
Σqизл=с×εэ((Т /100)4-(Ток/100)4),
qок=[cок(Tпл-Tок)Lпл+cp(Tм-Tпл)]×Vок, где
Р - тепло, генерируемое в электрической дуге, Вт;
η - кпд дуги;
Σqизл - доля тепла от излучения площади поверхностного слоя металла (F, м2) в упомянутой зоне испарения, Вт/м2;
K - доля ЖМО, которую расплавляют в поверхностном слое металла в упомянутой зоне испарения;
qок - удельный тепловой поток на нагрев и плавление ЖМО в поверхностном слое металла в упомянутой зоне испарения, Вт/м3;
c - излучательная способность абсолютно черного тела, 5,67 Вт/(м2*);
εэ - приведенная степень черноты системы электрическая дуга - шлако-металлический расплав - окатыш, 0,9;
Т - температура электрической дуги, K;
Ток - температура поверхности окатыша для Т =6000 K;
Lj и Lпл удельная теплота испарения железа и плавления окатыша, Дж/кг;
с - удельная теплоемкость окатыша, Дж/(кг*K);
ср - удельная теплоемкость получившегося расплава после расплавления окатыша, Дж/(кг*K);
Ток, Тпл, Тм - начальная температура окатыша, температура его плавления и температура металла в шлако-металлическом расплаве ванны печи, K;
Vок - расход ЖМО в упомянутой зоне испарения, кг/с.
1. The method of melting steel from iron-ore metallized pellets (LMO) in an arc steel furnace, including their supply through hollow electrodes and melting, characterized in that the LMO is continuously fed into the evaporation zone of the metal formed upon contact of the electric arcs with the metal melt, determine the burn metal (G carbon ) in the evaporation zone and support it during the melting process at an optimal level by regulating the consumption of LMOs in the said zone, while the metal carbon is calculated in accordance with
Burn G = (3 P × η -Σq rad × FK × q c) / L j, where
Σq rad = a × ε e ((T / 100) 4 - (T c / 100) 4)
q ok = [c ok (T pl -T ok ) L pl + c p (T m -T pl )] × V ok , where
P - heat generated in an electric arc, W;
η - efficiency of the arc;
Σq rad - the proportion of the heat radiation from the surface area of the metal layer (F, 2 m) in said evaporation zone W / m 2;
K is the proportion of LMOs that is melted in the surface layer of the metal in said evaporation zone;
q ok - specific heat flux for heating and melting the LMO in the surface layer of the metal in the mentioned evaporation zone, W / m 3 ;
c is the emissivity of a completely black body, 5.67 W / (m 2 * );
ε e is the reduced degree of blackness of the electric arc system - slag-metal melt - pellet, 0.9;
T is the temperature of the electric arc, K;
T ok - the surface temperature of the pellet for T = 6000 K;
L j and L PL specific heat of evaporation of iron and melting of the pellet, J / kg;
with ok - the specific heat of the pellet, J / (kg * K);
with p - specific heat of the resulting melt after melting of the pellet, J / (kg * K);
T ok , T pl , T m - the initial temperature of the pellet, its melting temperature and the temperature of the metal in the slag-metal melt of the furnace bath, K;
V c - LMO flow in said evaporation zone in kg / s.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поверхностный слой металла в упомянутой зоне испарения (F) рассчитывают по формуле:
F=2π( L +rэ)*hмен, где
L - длина дуги, м2;
rэ - радиус электрода, м;
hмен=rок/2 - глубина погружения окатыша в поверхностном слое металла в упомянутой зоне испарения, м.
2. The method according to p. 1, characterized in that the surface layer   metal in the mentioned evaporation zone (F) is calculated by the formula:
F = 2π (L  + ruh) * hmenwhere
L - arc length, m2;
ruh - electrode radius, m;
hmen= rOK/ 2 - the depth of immersion of the pellet in the surface layer of the metal in the mentioned evaporation zone, m
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость плавления ЖМО на поверхности мениска F=Sмен рассчитывают по выражению:
Vпл=mок*N/τпл, где
mок - вес окатыша, кг;
τпл - время плавления окатыша, с;
N - число ЖМО в упомянутой зоне испарения, равное для трех электрических дуг N=(3*Sмен/Sок)*0,9069, где
Sмен - площадь поверхности мениска в упомянутой зоне испарения, м2; S о к = π * r о к 2
Figure 00000005
- площадь поверхности окатыша, м2;
rок - радиус окатыша, м;
0,9069 - коэффициент оптимальной плотности размещения окатышей на поверхности мениска F=Sмен.
3. The method according to p. 1, characterized in that the melting speed of the LMO on the surface of the meniscus F = S men calculated by the expression:
V PL = m OK * N / τ PL , where
m ok - the weight of the pellet, kg;
τ PL - pellet melting time, s;
N is the number of LMOs in the mentioned evaporation zone, equal for three electric arcs N = (3 * S men / S ok ) * 0.9069, where
S men - meniscus surface area in said evaporation zone, m 2 ; S about to = π * r about to 2
Figure 00000005
- the surface area of the pellet, m 2 ;
r ok - the radius of the pellet, m;
0.9069 - coefficient of the optimal density of the placement of pellets on the surface of the meniscus F = S men .
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устанавливают расход окатышей (Vок, кг/с) в зависимости от текущей скорости их плавления (Vпл, кг/с) по неравенству:
Vок≤Vпл=mок*N/τпл, причем τ п л = x 1 * α x 2
Figure 00000004
, где
α - коэффициент конвективной теплоотдачи в системе окатыш - расплав, Вт/м2*K;
x1 и x2 - стехиометрические коэффициенты, при этом для зависимости времени плавления от коэффициента конвективной теплоотдачи (α) окатышей при их нагреве в ванне дуговой печи установленные для 150-т ДСП показатели составляют х1=10,64 и x2=-0,798.
4. The method according to p. 1, characterized in that establish the consumption of pellets (V ok , kg / s) depending on the current rate of their melting (V PL , kg / s) by the inequality:
V ok ≤V pl = m ok * N / τ pl , and τ P l = x one * α x 2
Figure 00000004
where
α - convection heat transfer coefficient in the pellet system - melt W / m 2 * K;
x 1 and x 2 are stoichiometric coefficients, and for the dependence of the melting time on the convective heat transfer coefficient (α) of the pellets when they are heated in the bath of an arc furnace, the indices established for 150 t of chipboard are x 1 = 10.64 and x 2 = -0.798 .
RU2014114401/02A 2014-04-11 2014-04-11 Method of steel melting out of iron-ore iron-rich pellets in electric arc furnace RU2567424C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014114401/02A RU2567424C1 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Method of steel melting out of iron-ore iron-rich pellets in electric arc furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014114401/02A RU2567424C1 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Method of steel melting out of iron-ore iron-rich pellets in electric arc furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014114401A RU2014114401A (en) 2015-10-20
RU2567424C1 true RU2567424C1 (en) 2015-11-10

Family

ID=54326883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014114401/02A RU2567424C1 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Method of steel melting out of iron-ore iron-rich pellets in electric arc furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2567424C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT400246B (en) * 1994-01-14 1995-11-27 Voest Alpine Ind Anlagen METHOD FOR PRODUCING IRON MELT
AT400245B (en) * 1993-12-10 1995-11-27 Voest Alpine Ind Anlagen METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING A MELTING IRON
RU2134304C1 (en) * 1998-06-02 1999-08-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" Process of steel melting in electric arc steel melting furnace
RU2483119C2 (en) * 2011-06-14 2013-05-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of steel casting in arc steel furnace

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT400245B (en) * 1993-12-10 1995-11-27 Voest Alpine Ind Anlagen METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING A MELTING IRON
AT400246B (en) * 1994-01-14 1995-11-27 Voest Alpine Ind Anlagen METHOD FOR PRODUCING IRON MELT
RU2134304C1 (en) * 1998-06-02 1999-08-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" Process of steel melting in electric arc steel melting furnace
RU2483119C2 (en) * 2011-06-14 2013-05-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of steel casting in arc steel furnace

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014114401A (en) 2015-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5620030B2 (en) Method and control system for controlling a melting process
RU2226553C1 (en) Method and device for production of melted iron
JPWO2014003123A1 (en) Steelmaking slag reduction treatment method
RU2567424C1 (en) Method of steel melting out of iron-ore iron-rich pellets in electric arc furnace
JPH02225630A (en) Heating melting method and melting device
RU2567425C1 (en) Method of steel making in arc-type steel-making furnace
JP2011084811A (en) Method for producing molten pig iron
JP2010261062A (en) Method for producing stainless steel
JP3204202B2 (en) Melting method and melting equipment for cold iron source
JP4912758B2 (en) Three-phase AC electrode type circular electric furnace and its cooling method
JP2014105348A (en) Operation method of electric furnace for ferronickel smelting
RU2360009C2 (en) Method of steel electrosmelting in arc furnace
RU2661322C2 (en) Method for manufacture of bimetallic electrode by electroslag cladding
RU2567426C1 (en) Arc-type furnace for steel electric melting
RU2420597C1 (en) Procedure for melting steel in arc steel melting furnace of three phase current
RU2385952C2 (en) Method of managment by electrical mode of arc furnace
RU2266337C1 (en) Method of making steel in electric-arc steel melting furnace
Zaitsev et al. Reliable steel-copper anodes for direct current electric arc furnaces manufactured by electroslag remelting under two circuits diagram
JP2002088457A (en) Galvanizing apparatus
RU2039101C1 (en) Method for electroslag ferrotitanium smelting
RU2523381C2 (en) Running of electrosmelting initial stage in dc arc furnace
Makarov et al. Effect of the energy-technological parameters on the technical-and-economic indices of the operation of DSP-150 furnaces during melting of scrap and pellets: I. Operation of electric furnaces with a high efficiency of arcs during melting of scrap and pellets
JP2000111270A (en) Method for melting cold iron source
RU2235255C1 (en) Electroslag remelting furnace
JP2968183B2 (en) Electric arc melting furnace

Legal Events

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

Effective date: 20190412