RU2614862C2 - Method and device for out-of-furnace metal working in ladle - Google Patents
Method and device for out-of-furnace metal working in ladle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614862C2 RU2614862C2 RU2015140247A RU2015140247A RU2614862C2 RU 2614862 C2 RU2614862 C2 RU 2614862C2 RU 2015140247 A RU2015140247 A RU 2015140247A RU 2015140247 A RU2015140247 A RU 2015140247A RU 2614862 C2 RU2614862 C2 RU 2614862C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inert gas
- metal
- lower electrode
- ladle
- furnace
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, а конкретно к внепечной обработке жидкой стали в сталеразливочном ковше.The present invention relates to the field of metallurgy, and specifically to out-of-furnace treatment of liquid steel in a steel pouring ladle.
Известен способ внепечной обработки жидкой стали в агрегате ковш-печь, включающий нагрев металла дугой постоянного тока с использованием верхнего электрода и подового электрода, установленного в нижней части ковша (Г.Н. Окороков, А.И. Донец, Ал.Г. Шалимов и др. «Нагрев стали разрядом постоянного тока на установках внепечной обработки», ж-л «Сталь», №5, 1994 г., стр. 36-40).A known method for the out-of-furnace treatment of liquid steel in a ladle-furnace assembly, comprising heating a metal with a DC arc using the upper electrode and the hearth electrode installed in the lower part of the ladle (G.N. Okorokov, A.I. Donets, Al.G. Shalimov and et al. “Heating became a direct current discharge in out-of-furnace processing plants,” steel “Steel”, No. 5, 1994, pp. 36-40).
Там же известен агрегат ковш-печь, содержащий футерованный ковш, верхний и подовый электроды.A ladle-furnace assembly containing a lined bucket, top and bottom electrodes is also known there.
Под действием тока, протекающего через расплав, происходит кондукционное перемешивание ванны, способствующее получению однородного металла. Однако, в связи с недостаточной интенсивностью перемешивания продолжительность обработки увеличивается, а требуемая однородность металла достигается не всегда и не в полной мере.Under the action of the current flowing through the melt, conductive mixing of the bath occurs, which contributes to the production of a homogeneous metal. However, due to the insufficient intensity of mixing, the processing time is increased, and the required uniformity of the metal is not always and not fully achieved.
Из известных наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемым результатам является способ внепечной обработки жидкой стали в агрегате ковш-печь, включающий нагрев металла дугой постоянного тока с использованием верхнего электрода и подового электрода, установленного в нижней части ковша, а также обработку металла инертным газом, вдуваемым в расплав через фурму, встроенную в нижней части боковой стенки ковша (Протасов А.В., Бершицкий И.М. «Разработка и исследования агрегатов внепечной обработки стали с электрическим нагревом металла дугой постоянного тока», ж-л «Электрометаллургия» №1, 2012, стр. 2-7, рис. 3).Of the known closest to the proposed technical essence and achievable results is a method of out-of-furnace treatment of liquid steel in a ladle-furnace assembly, comprising heating the metal with a DC arc using the upper electrode and the bottom electrode installed in the lower part of the bucket, as well as treating the metal with an inert gas blown into the melt through a lance built into the bottom of the side wall of the bucket (Protasov A.V., Bershitsky I.M. “Development and research of units for out-of-furnace steel processing with electric m heating of a DC arc metal "w-L" Electrometallurgy »
Там же известно устройство для внепечной обработки металла, содержащее футерованный ковш, верхний и подовый электроды, а также фурму для вдувания в расплав инертного газа.There is also known a device for out-of-furnace metal processing, containing a lined bucket, top and bottom electrodes, as well as a lance for injection into an inert gas melt.
Подача инертного газа в дополнение к электродуговому нагреву расширяет технологические возможности внепечной обработки за счет интенсификации перемешивания и дополнительного эффекта рафинирования металла пузырьками инертного газа.Inert gas supply, in addition to electric arc heating, extends the technological capabilities of out-of-furnace processing due to the intensification of mixing and the additional effect of metal refining by inert gas bubbles.
Однако технологические возможности способа ограничены ввиду неравномерного распределения инертного газа по объему ванны.However, the technological capabilities of the method are limited due to the uneven distribution of inert gas over the volume of the bath.
Кроме того, надежность и долговечность устройства недостаточны ввиду перегрева подовых электродов и ослабления прочности ковша вследствие наличия дополнительных отверстий. Низкая стойкость электродов вызвана тем, что ток силой десятки килоампер поступает на подовые электроды, выполненные из стали с ограниченной электро- и теплопроводностью. При этом их охлаждение осуществляется лишь с наружного узкого торца. В результате сталь, образующая токоведущие части электродов, оплавляется, а керамическая изоляция разрушается.In addition, the reliability and durability of the device are insufficient due to overheating of the bottom electrodes and the weakening of the strength of the bucket due to the presence of additional holes. The low resistance of the electrodes is caused by the fact that a current of tens of kiloamps is supplied to the hearth electrodes made of steel with limited electrical and thermal conductivity. Moreover, their cooling is carried out only from the outer narrow end. As a result, the steel forming the current-carrying parts of the electrodes is melted, and the ceramic insulation is destroyed.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении эффективности внепечного рафинирования металла, в расширении технологических возможностей, повышении стойкости, надежности и долговечности устройства.The technical result of the proposed technical solution is to increase the efficiency of out-of-furnace metal refining, to expand technological capabilities, increase the durability, reliability and durability of the device.
Технический результат достигается тем, что в способе внепечной обработки жидкой стали в ковше, включающем нагрев металла дугой постоянного тока с использованием верхнего и по крайней мере одного нижнего электрода, располагаемого в днище или в нижней части стенки ковша, а также обработку металла инертным газом, вдуваемым в расплав в нижней части ванны, инертный газ подают в расплав через отверстия, выполненные в подовом электроде.The technical result is achieved by the fact that in the method of out-of-furnace treatment of liquid steel in a ladle, comprising heating the metal with a DC arc using the upper and at least one lower electrode located in the bottom or at the bottom of the ladle wall, as well as treating the metal with an inert gas, blown into the melt in the lower part of the bath, inert gas is fed into the melt through holes made in the hearth electrode.
Расход инертного газа в течение цикла обработки, по крайней мере, один раз изменяют от минимального значения, определяемого из условия предотвращения затекания металла в отверстия в подовом электроде до максимального значения, определяемого из условия предотвращения буруна на поверхности ванны.The inert gas flow rate during the treatment cycle is changed at least once from the minimum value determined from the condition for preventing metal from flowing into the holes in the bottom electrode to the maximum value determined from the condition for preventing breakdown on the surface of the bath.
В устройстве для внепечной обработки металла в ковше, содержащем верхний и, по крайней мере, один нижний электрод, токоподвод и трубопровод подвода продувочного газа, нижний электрод снабжен отверстиями для подвода продувочного газа.In a device for out-of-furnace metal processing in a ladle containing an upper and at least one lower electrode, a current supply and a purge gas supply pipe, the lower electrode is provided with holes for supplying a purge gas.
Нижний электрод может быть выполнен в виде набора стальных пластин, между которыми расположены керамические токоизолирующие вставки, в которых выполнены отверстия для вдувания газа.The lower electrode can be made in the form of a set of steel plates, between which are located ceramic insulating inserts, in which openings are made for injecting gas.
Керамические токоизолирующие вставки могут быть выполнены из пористого огнеупора с порами, направленными вдоль токоведущих пластин.Ceramic insulating inserts can be made of porous refractory with pores directed along the current-carrying plates.
Один из нижних электродов может быть расположен в днище в нижней части стенки ковша.One of the lower electrodes may be located in the bottom at the bottom of the bucket wall.
Токоподвод выполнен в виде полого кабеля с отверстием для подвода продувочного газа.The current lead is made in the form of a hollow cable with a hole for supplying a purge gas.
Благодаря обдуванию токоведущих элементов адиабатически расширяющимся продувочным газом снижается рабочая температура нижнего электрода (нижних электродов) и, тем самым, повышается его стойкость и обеспечивается возможность подвода дополнительной электрической мощности, способствующей повышению интенсивности обработки.Thanks to the blowing of the current-carrying elements by an adiabatically expanding purge gas, the working temperature of the lower electrode (lower electrodes) decreases and, thereby, its resistance is increased and it is possible to supply additional electric power, which contributes to an increase in the processing intensity.
Совмещение нижних электродов с продувочными узлами позволяет уменьшить количество отверстий в нижней части ковша и, тем самым повысить надежность и безопасность работы.The combination of the lower electrodes with the purge units can reduce the number of holes in the lower part of the bucket and, thereby, increase the reliability and safety of work.
Размещение одного из нижних продувочных узлов в нижней части боковой стенки ковша позволяет исключить слабо перемешиваемые зоны ванны, располагаемые вблизи днища ковша.Placing one of the lower blowing units in the lower part of the side wall of the bucket eliminates weakly mixed zones of the bath located near the bottom of the bucket.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется примером его со ссылками на прилагаемые чертежи, где:The essence of the invention is illustrated by its example with reference to the accompanying drawings, where:
на фиг. 1 изображена схема осуществления способа,in FIG. 1 shows a diagram of a method,
на фиг. 2 - выносной элемент I по фиг. 1,in FIG. 2 - remote element I of FIG. one,
на фиг. 3 - то же, что и фиг. 1, вариант с нижними электродами в днище и стенке ковша,in FIG. 3 is the same as FIG. 1, option with lower electrodes in the bottom and wall of the bucket,
на фиг. 4 показан вид А по фиг. 2,in FIG. 4 shows a view A of FIG. 2
на фиг. 5 разрез Б-Б по фиг. 2;in FIG. 5 a section BB in FIG. 2;
Способ внепечной обработки жидкого металла в ковше включает нагрев металла 1, находящегося под слоем шлака 2 в ковше 3 при помощи верхнего 4 и двух нижних электродов 5, и продувку ванны инертным газом 6, подаваемым по трубопроводам 7 через нижние электроды.A method for the out-of-furnace treatment of liquid metal in a ladle involves heating a
Устройство для осуществления способа представляет собой сталеразливочный ковш 3, состоящий из кожуха 8 и огнеупорной футеровки 9, накрытый крышкой 10. В днище 11 ковша 3 размещены нижние электроды 5, представляющие собой набор токоведущих стальных пластин 12 с керамическими электроизолирующими вставками 13, в которых выполнены отверстия 14 для прохода инертного газа. (Как вариант, один из нижних электродов 5 может быть размещен в стенке ковша - фиг. 3). Электроизолирующими керамические вставки 13 могут быть также выполнены из пористого огнеупора с порами, направленными вдоль токоведущих пластин 12. Пластины 12 со вставками 13 заключены в обечайку 15 соединенную с основанием 16 с каналами 17 для подачи продувочного газа бис крышкой 18, закрепленной на днище 11 ковша через закладные сектора 19 и изолирующую проставку 20. К крышке 16 подсоединены трубопровод 7 и кабель 21, соединенные с газовыми и электрическими разъемами 22, 23 с подводящим узлом 24 цеховых магистралей.A device for implementing the method is a
Пример осуществления способа:An example implementation of the method:
Обработке подвергаются плавки стали 45 массой 150 т. Технологический процесс включает подачу извести и плавикового шпата с наведением на поверхности металла высокоосновного рафинирующего шлака, толщиной около 12 см, электродуговой нагрев, дегазацию и удаление неметаллических включений путем продувки металла инертным газом. В процессе обработки сталь подвергается кондукционному перемешиванию вследствие протекания тока через расплав и газодинамическому перемешиванию благодаря вдуванию инертного газа. Расход инертного газа в течение цикла обработки, по крайней мере, один раз изменяют от минимального значения, определяемого из условия предотвращения затекания металла в отверстия в подовом электроде до максимального значения, определяемого из условия предотвращения буруна на поверхности ванны.Smelting of steel 45 with a mass of 150 tons is subjected to processing. The technological process includes the supply of lime and fluorspar with guidance on the metal surface of highly basic refining slag, about 12 cm thick, electric arc heating, degassing and removal of non-metallic inclusions by purging the metal with an inert gas. During processing, the steel is subjected to conductive mixing due to the flow of current through the melt and gas-dynamic mixing due to the injection of inert gas. The inert gas flow rate during the treatment cycle is changed at least once from the minimum value determined from the condition for preventing metal from flowing into the holes in the bottom electrode to the maximum value determined from the condition for preventing breakdown on the surface of the bath.
Использование при нагреве и продувке двух и более нижних электродов, с отверстиями для вдувания инертного газа, а периодическое изменение параметров дутья и подводимой мощности способствуют более эффективному перемешиванию ванны. Вдувание инертного газа охлаждает расплав в зоне, прилегающей к подовым электродам, увеличивая, тем самым, ресурс их работы.The use of two or more lower electrodes when heating and blowing, with holes for blowing inert gas, and periodic changes in the parameters of the blast and the input power contribute to more efficient mixing of the bath. Inert gas injection cools the melt in the zone adjacent to the hearth electrodes, thereby increasing their service life.
Таким образом, использование данного технического решения позволяет:Thus, the use of this technical solution allows you to:
- повысить интенсивность внепечной обработки жидкого металла,- increase the intensity of out-of-furnace treatment of liquid metal,
- увеличить диапазон сочетаний воздействия на жидкий металл посредством чередующихся и переменных режимов подачи продувочного газа и ввода электроэнергии в жидкий металл по его объему с разными интенсивностями в динамическом режиме с более полным вовлечением в процесс обработки всего объема жидкого металла в ковше.- to increase the range of combinations of effects on liquid metal through alternating and variable modes of supply of purge gas and input of electricity into the liquid metal by its volume with different intensities in a dynamic mode with a more complete involvement in the processing of the entire volume of liquid metal in the ladle.
По сравнению с ближайшими аналогами предложенное техническое решение обеспечивает более эффективное рафинирование металла при одновременном улучшении эксплуатационных свойств используемого оборудования.Compared with the closest analogues, the proposed technical solution provides more efficient metal refining while improving the operational properties of the equipment used.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015140247A RU2614862C2 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Method and device for out-of-furnace metal working in ladle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015140247A RU2614862C2 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Method and device for out-of-furnace metal working in ladle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015140247A RU2015140247A (en) | 2017-03-28 |
RU2614862C2 true RU2614862C2 (en) | 2017-03-29 |
Family
ID=58505163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015140247A RU2614862C2 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Method and device for out-of-furnace metal working in ladle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614862C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786734C1 (en) * | 2022-04-06 | 2022-12-26 | Акционерное общество Акционерная холдинговая Компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Device for out-of-furnace metal processing in a ladle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997028285A3 (en) * | 1996-01-31 | 1997-09-18 | Mannesmann Ag | Producing stainless steels in parallel operated vessels |
EP1192401B1 (en) * | 1999-05-20 | 2003-01-02 | Sms Mevac Gmbh | Method and system for the treatment of liquid metals |
RU2532584C1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for complex treatment of liquid metal in ladle-furnace unit |
-
2015
- 2015-09-22 RU RU2015140247A patent/RU2614862C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997028285A3 (en) * | 1996-01-31 | 1997-09-18 | Mannesmann Ag | Producing stainless steels in parallel operated vessels |
EP1192401B1 (en) * | 1999-05-20 | 2003-01-02 | Sms Mevac Gmbh | Method and system for the treatment of liquid metals |
RU2532584C1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for complex treatment of liquid metal in ladle-furnace unit |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Протасов А.В. и др. Разработка и исследования агрегатов внепечной обработки стали с электрическим нагревом металла дугой постоянного тока. Ж. "Электрометаллургия", N 1, Металлургия, 2012, с.2-7, рис.3. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786734C1 (en) * | 2022-04-06 | 2022-12-26 | Акционерное общество Акционерная холдинговая Компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Device for out-of-furnace metal processing in a ladle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015140247A (en) | 2017-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR920000524B1 (en) | Melting furnace and method for melting metal | |
US4228314A (en) | DC Arc furnace hearth | |
CN107699711B (en) | Copper smelting method | |
JP2008037673A (en) | Electric melting furnace for solidifying waste glass | |
KR0128355B1 (en) | Direct current electric furnace for melting metal | |
RU2614862C2 (en) | Method and device for out-of-furnace metal working in ladle | |
RU2532584C1 (en) | Method for complex treatment of liquid metal in ladle-furnace unit | |
EP0124490B1 (en) | Improved conductive bottom for direct current electric arc furnaces | |
JP2021001368A (en) | Electrolytic refining furnace | |
US4592066A (en) | Conductive bottom for direct current electric arc furnaces | |
RU2786734C1 (en) | Device for out-of-furnace metal processing in a ladle | |
RU2293268C1 (en) | Method of electric melting in ac arc furnace | |
RU2006105476A (en) | ELECTRODE DEVICE AS A SUBSTITUTE SUPPLY FOR ELECTROTHERMAL FURNACE INTENDED FOR MELTING OF SLAG | |
KR101159969B1 (en) | lance apparatus of electric furnace | |
RU2653957C1 (en) | Device for metal working in the ladle | |
RU2572949C2 (en) | Dc arc furnace | |
RU126810U1 (en) | DC ELECTRIC ARC FURNACE | |
RU2576213C1 (en) | Device for loading metallized pellets into the arc furnace | |
SU529224A1 (en) | Device for superheating liquid metal | |
US1513754A (en) | Electric furnace | |
KR20100001523A (en) | Processing method of melt that use porousplug | |
RU2532243C1 (en) | Complex steel processing facility | |
US948343A (en) | Electric furnace and method of operating the same. | |
RU119556U1 (en) | DC ELECTRIC ARC FURNACE | |
RU18399U1 (en) | DEVICE FOR ELECTRO-SLAG METAL Smelting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170923 |