RU2719811C1 - Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока - Google Patents
Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2719811C1 RU2719811C1 RU2019120206A RU2019120206A RU2719811C1 RU 2719811 C1 RU2719811 C1 RU 2719811C1 RU 2019120206 A RU2019120206 A RU 2019120206A RU 2019120206 A RU2019120206 A RU 2019120206A RU 2719811 C1 RU2719811 C1 RU 2719811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- arcs
- melting
- well
- steel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока. Способ включает загрузку шихты, зажигание вертикальных электрических дуг между сводовыми электродами и шихтой, расплавление шихты с образованием колодца и ванны жидкого металла, выпуск шлака и стали из печи. Расплавление шихты осуществляют с образованием колодца в виде перевернутого усеченного конуса тремя длинными вертикальными электрическими дугами переменного тока, а после расплавления 70% шихты и достижения удельного расхода электроэнергии 220-240 кВт·ч/т плавку осуществляют тремя короткими вертикальными электрическими дугами переменного тока. Изобретение позволяет уменьшить удельный расход электроэнергии и время плавки с одновременным повышением производительности. 2 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока.
Известен способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока в котором по мере проплавления шихты электрические дуги опускаются вниз и постепенно погружаются в глубь металла (Соколов А.Н. Скоростные плавки стали в дуговых сталеплавильных печах. – М.: Машгиз, 1963, с. 115-116).
Однако, под действием отклоняющей электромагнитной силы дуга выдувается из под электрода и из углубления (лунки) в ванне металла в сторону водоохлаждаемых панелей стен. Экранирующее действие электрода и углубления в ванне металла снижается, тепловое излучение дуги на футерованные и водоохлаждаемые участки стен и свода увеличивается, а на ванну металла уменьшается. Вследствие электромагнитного выдувания КПД дуги уменьшается, снижается производительность печи, увеличивается удельный расход электроэнергии и время плавки.
Прототипом изобретения является способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающий воздействие вертикальных электрических дуг на металл с их заглублением в металл и устранением электромагнитного выдувания дуг из-под электродов (RU 2368670, МПК С21С 5/52, 2009 г.).
Недостатком данного способа плавки стали являются, большой расход электроэнергии за счет теплового излучения дуг в объём газа, заполняющего печь, и на водоохлаждаемые панели стен и свода, вследствие чего увеличивается время плавки, неизменные в течение плавки параметры дуг: мощность, напряжение, ток, длина, что приводит к увеличению времени плавки и удельного расхода электроэнергии, а так же снижению производительности печи. Расплавление шихты в колодце и дальнейшую плавку осуществляют с постоянными мощностью, напряжением, длиной, током дуг. Для повышения производительности, сокращения времени плавки современные высокомощные большегрузные дуговые сталеплавильные печи работают в течение всей плавки с постоянной мощностью, напряжением, током, длиной дуг. Такой электротехнологический режим в начале плавки, в период проплавления колодца и расплавления шихты в колодце, характеризуется низкими потерями теплового излучения дуг, высоким средним КПД, равным 0,80-0,82. Однако, по мере расплавления шихты и горении дуг на жидкометаллическую ванну водоохлаждаемые стены освобождается от шихты и часть теплового излучения дуг попадает на водоохлаждаемые панели стен и свода, потери теплового излучения дуг увеличиваются, КПД дуг снижается до значения 0,55-0,60. На жидкометаллическую ванну наводят и вспенивают шлак для уменьшения открытой части дуг, излучающих тепло на водоохлаждаемые панели стен и свода. Шлак экранирует тепловое излучение дуг на водоохлаждаемые панели стен и свода, увеличивает тепловое излучение дуг на жидкометаллическую ванну и КПД дуг возрастает. Под действием отклоняющей электромагнитной силы дуги выдуваются из под электрода и углубления в ванне металла и шлаке, экранирующее действие шлака снижается, и КПД дуг увеличивается не больше, чем на 10-15% достигая значения 0,62-0,65. С данным значением КПД дуг, равным 0,62-0,65, проводят доплавление шихты и заканчивают плавку.
Технической проблемой изобретения является увеличение теплового излучения дуг на жидкометаллическую ванну и снижение теплового излучения дуг в объём печи, заполненный газом, и на водоохлаждаемые панели стен и свода.
Техническим результатом изобретения является уменьшение удельного расхода электроэнергии и времени плавки с одновременным повышением производительности.
Решение поставленной технической задачи и указанный технический результат достигается тем, способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающий воздействие вертикальных электрических дуг на металл с их заглублением в металл и устранением электромагнитного выдувания дуг из-под электродов. Согласно изобретению расплавление шихты с образованием колодца осуществляют тремя длинными вертикальными дугами переменного тока до достижения удельного расхода электроэнергии 220-240 кВт·ч/т, после чего плавку осуществляют тремя короткими вертикальными электрическими дугами переменного тока.
При расплавлении шихты с образованием колодца тремя короткими вертикальными дугами переменного тока в шихте формируется колодец в виде цилиндра с образованием в нижнем поясе колодца полости сферической формы диаметром большим, чем диаметр окружности, лежащей в основании цилиндрического колодца. При такой форме колодца короткие дуги излучают тепло преимущественно на нижний пояс шихты, на средний и верхний пояса шихты излучение тепла дугами незначительно, при этом положение шихты неустойчивое, идут обвалы шихты сверху в нижнюю сферическую часть колодца, которые вызывают обрывы и короткие замыкания дуги, время расплавления шихты и удельный расход электроэнергии увеличиваются.
Расплавление шихты с образованием колодца тремя длинными вертикальными дугами переменного тока номинальной мощности позволяет сформировать в шихте колодец в виде перевернутого усеченного конуса, что обеспечивает устойчивое положение шихты. Номинальная мощность дуг и электропечного трансформатора обеспечивается путем снижения номинального тока дуг в 2 раза при одновременном увеличении напряжения на дугах в 2 раза, при котором длина дуг так же увеличивается в 2 раза. При такой форме колодца шихта равномерно расплавляется по нижнему, среднему, верхнему поясам, то есть по всей высоте колодца, отсутствуют обвалы шихты, короткие замыкания и обрывы дуг. Работа печи в процессе расплавления колодца длинными вертикальными дугами характеризуется устойчивым энергетическим режимом, отсутствием колебаний напряжения питающей электрической сети, высоким КПД дуг, равным 0,9 в начале расплавления шихты в колодце и 0,6 в конце расплавления шихты в колодце, что позволяет снизить удельный расход электроэнергии, уменьшить время плавки, повысить производительность печи.
После расплавления 70% шихты и достижения удельного расхода электроэнергии 220-240 кВт·ч/т водоохлаждаемые панели стен освобождаются от шихты, и тепловое излучение дуг попадет не на шихту, а на водоохлаждаемые панели стен и свода, КПД дуг уменьшается до 0,6. Для повышения КПД дуг с сохранением их постоянной номинальной мощности напряжение на дугах и длину дуг уменьшают в 2 раза, а ток дуг увеличивают в 2 раза до его номинального значения. При уменьшении длин дуг в 2 раза, то есть при переходе на работу печи с тремя короткими вертикальными дугами переменного тока при постоянной их мощности, КПД дуг увеличивается с 0,6 до 0,72-0,74, удельный расход электроэнергии за плавку и длительность плавки уменьшается, производительность печи увеличивается.
При переходе на плавку короткими вертикальными дугами переменного тока до расплавления 70% шихты и до достижения удельного расхода электроэнергии менее 220 кВт·ч/т расплавление шихты неустойчивое, так как колодец неширокий в нижнем поясе шихта расплавляется быстрее, идут обвалы шихты, короткие замыкания и обрывы дуг, длительность расплавления, удельный расход электроэнергии увеличивается. При переходе на плавку короткими вертикальными дугами переменного тока после достижения удельного расхода электроэнергии более 240 кВт·ч/т и расплавления более 70% шихты водоохлаждаемые панели стен освобождаются от шихты, и тепловое излучение дуг попадает не на шихту, а на водоохлаждаемые панели стен, свода, КПД дуг уменьшается, удельный расход электроэнергии за плавку и длительность плавки увеличиваются.
Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока в разрезе после проплавления в шихте колодца тремя длинными вертикальными дугами переменного тока; на фиг. 2 изображен вид дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока в разрезе при достижении удельного расхода электроэнергии 220-240 кВт·ч/т и плавке тремя короткими вертикальными дугами переменного тока.
Дуговая сталеплавильная печь трехфазного тока содержит водоохлаждаемый свод 1, центральная часть которого снабжена футеровкой 2 с пропущенными через футеровку 2 сводовыми электродами 3. Рабочее пространство печи 4 заполнено шихтой 5 и ограничено водоохлаждаемым сводом 1, водоохлаждаемыми стенами 6, футерованными откосами 7 и футерованным подом 8. Нижняя часть футеровки пода 8, в которой установлены подовые электроды 9, образует ванну 10, заполненную жидким металлом 11. Между жидким металлом 11 и сводовыми электродами 3 находятся три вертикальные электрические дуги 12. Сводовые электроды 3 и вертикальные электрические дуги 12 размещены в колодце 13, имеющемся в шихте 5. На жидкий металл 11 размещают и вспенивают шлак 14.
Предлагаемый способ осуществили следующим образом. При открытом водоохлаждаемом своде 1 осуществляют загрузку шихты 5, после чего водоохлаждаемый свод 1 закрывают и опускают сводовые электроды 3 до соприкосновения с шихтой 5. Между сводовыми электродами 3 и шихтой 5 зажигают три вертикальные электрические дуги 12, которые прорезают в шихте 5 один общий колодец 13. Ток вертикальных электрических дуг 12 каждой фазы протекает в вертикальном направлении от сводовых электродов 3 к подовым электродам 9 своей фазы. При вертикальном направлении электрического тока дуг 12 в жидком металле 11 отсутствует отклоняющая электромагнитная сила и вертикальные электрические дуги 12 горят вертикально. Расплавленный жидкий металл 11 стекает вниз и накапливается в ванне 10.
Прорезку колодца 13 и расплавление шихты 5 осуществляют тремя длинными вертикальными электрическими дугами 12 переменного тока, что обеспечивает образование колодца 13 в шихте 5 в виде перевернутого усеченного конуса (фиг. 1). Три длинных вертикальных электрических дуги 12 переменного тока номинальной мощности получают путем снижения номинального тока в 2 раза при одновременном увеличении напряжения на вертикальных электрических дугах 12 и длины вертикальных электрических дуг 12 в 2 раза. При форме колодца 13 в виде перевернутого усеченного конуса шихта 5 равномерно расплавляется по всей высоте колодца 13, отсутствую обвалы шихты 5, короткие замыкания и обрывы вертикальных электрических дуг 12. При горении вертикальных электрических дуг 12 в колодце 13 все тепловое излучение попадает на шихту 5 и расходуется на расплавление шихты 5 и нагрев жидкого металла 11. При горении вертикальных электрических дуг 12 в колодце 13 КПД дуг 12 составляет 0,93 в начале плавки, постепенно уменьшаясь в процессе расплавления шихты 5.
При достижении удельного расхода электроэнергии 220-240 кВт·ч/т и расплавлении 70% шихты 5 водоохлаждаемые стены 6 освободились от шихты 5 и тепловое излучение вертикальных электрических дуг 12 попадает не на шихту 5, а на водоохлаждаемые стены 6 и водоохлаждаемый свод 1 и КПД дуг 12 уменьшается до 0,6. Для повышения КПД дуг 12 на жидкий металл 11 наводят и вспенивают шлак 14, а напряжение на вертикальных электрических дугах 12 и длину вертикальных электрических дуг 12 уменьшают в 2 раза (фиг. 2). Для сохранения постоянной номинальной мощности и повышения КПД дуг 12 ток увеличивают в 2 раза до номинального значения. При заглублении вертикальных электрических дуг 12 в шлак 14 и уменьшении длины вертикальных электрических дуг 12 в 2 раза тепловое излучение на водоохлаждаемые стены 6 и водоохлаждаемый свод 1 уменьшается на 15-20%, а на шихту 5 и жидкий металл 11 увеличивается на 15-20%, КПД дуг 12 возрастает на 20-22%, достигая значения 0,72-0,74. Значение КПД дуг 12 равное 0,68-0,74 сохраняется до окончания плавки. Так как КПД дуг 12 увеличивается с 0,6 до 0,72-0,74, то есть на 20-22%, и сохраняется в таком значении в течение одной третьей времени плавки до окончания плавки, то удельный расход электроэнергии за плавку снижается на 7-8%, длительность плавки уменьшается, производительность печи увеличивается.
Изобретение в настоящее время находится на стадии технического предложения.
Claims (1)
- Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающий загрузку шихты, зажигание вертикальных электрических дуг между сводовыми электродами и шихтой, расплавление шихты с образованием колодца и ванны жидкого металла, выпуск шлака и стали из печи, отличающийся тем, что расплавление шихты осуществляют с образованием колодца в виде перевернутого усеченного конуса тремя длинными вертикальными электрическими дугами переменного тока, а после расплавления 70% шихты и достижения удельного расхода электроэнергии 220-240 кВт·ч/т плавку осуществляют тремя короткими вертикальными электрическими дугами переменного тока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120206A RU2719811C1 (ru) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120206A RU2719811C1 (ru) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2719811C1 true RU2719811C1 (ru) | 2020-04-23 |
Family
ID=70415535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019120206A RU2719811C1 (ru) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2719811C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2944269A1 (de) * | 1979-11-02 | 1981-05-07 | Mannesmann Demag Ag, 4100 Duisburg | Ofengefaess eines lichtbogenofens |
DE3241987A1 (de) * | 1982-11-10 | 1984-06-20 | Mannesmann Ag | Kippbarer lichtbogenofen |
RU2368670C2 (ru) * | 2007-12-03 | 2009-09-27 | Анатолий Николаевич Макаров | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока |
-
2019
- 2019-06-28 RU RU2019120206A patent/RU2719811C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2944269A1 (de) * | 1979-11-02 | 1981-05-07 | Mannesmann Demag Ag, 4100 Duisburg | Ofengefaess eines lichtbogenofens |
DE3241987A1 (de) * | 1982-11-10 | 1984-06-20 | Mannesmann Ag | Kippbarer lichtbogenofen |
RU2368670C2 (ru) * | 2007-12-03 | 2009-09-27 | Анатолий Николаевич Макаров | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАБЛУКОВСКИЙ А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. М., ИКЦ"АКАДЕМКНИГА", 2003, с.289-345. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ341992A3 (en) | Electric arc furnace for steel manufacture | |
US3749803A (en) | Trough hearth construction and method for plasma arc furnace | |
JP2011033217A (ja) | アーク溶解設備及びアーク溶解設備を用いた溶湯の製造方法 | |
US4426709A (en) | Arrangement for the production of steel | |
RU2719811C1 (ru) | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока | |
CN102560136A (zh) | 真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺及熔炼工艺 | |
RU2634105C1 (ru) | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока | |
RU2293268C1 (ru) | Способ электроплавки в дуговой печи постоянного тока | |
CN111512700B (zh) | 用于熔化金属材料的设备和方法 | |
RU2420597C1 (ru) | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока | |
RU2415359C1 (ru) | Плазменно-дуговая сталеплавильная печь постоянного тока | |
US6584137B1 (en) | Method for making steel with electric arc furnace | |
RU2330072C1 (ru) | Способ плавки стали в плазменно-дуговой печи постоянного тока | |
RU2105819C1 (ru) | Способ плавки стали в дуговой печи | |
RU2410444C1 (ru) | Дуговая сталеплавильная печь постоянного тока | |
RU2135603C1 (ru) | Способ плавки стали в дуговой печи | |
RU2821140C1 (ru) | Способ производства стали в дуговой сталеплавильной печи | |
RU2190815C1 (ru) | Дуговая сталеплавильная печь постоянного тока | |
RU2182185C1 (ru) | Способ плазменного нагрева шихты в ферросплавном производстве | |
RU2333438C2 (ru) | Дуговая сталеплавильная печь трехфазного тока | |
RU2368670C2 (ru) | Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока | |
RU2585897C1 (ru) | Плазменно-дуговая сталеплавильная печь | |
KR20190013065A (ko) | 원료 장입 장치 및 그 방법 | |
JP6468063B2 (ja) | アーク式電気炉における金属原料の溶解促進方法 | |
RU2523381C2 (ru) | Способ ведения начального периода электроплавки в дуговой печи постоянного тока |