RU2748222C1 - Electric contact device for ore-thermal furnace with graphite electrode - Google Patents

Electric contact device for ore-thermal furnace with graphite electrode Download PDF

Info

Publication number
RU2748222C1
RU2748222C1 RU2020137205A RU2020137205A RU2748222C1 RU 2748222 C1 RU2748222 C1 RU 2748222C1 RU 2020137205 A RU2020137205 A RU 2020137205A RU 2020137205 A RU2020137205 A RU 2020137205A RU 2748222 C1 RU2748222 C1 RU 2748222C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
nipple
water
contact device
cooled
Prior art date
Application number
RU2020137205A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Владимирович Павлов
Павел Павлович Лазаревский
Евгений Валентинович Протопопов
Михаил Викторович Темлянцев
Николай Филиппович Якушевич
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Регионстрой", ООО "Регионстрой"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Регионстрой", ООО "Регионстрой" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Регионстрой", ООО "Регионстрой"
Priority to RU2020137205A priority Critical patent/RU2748222C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748222C1 publication Critical patent/RU2748222C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/02Details
    • H05B7/144Power supplies specially adapted for heating by electric discharge; Automatic control of power, e.g. by positioning of electrodes
    • 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
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: electric metallurgy; chemical electrothermics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electric metallurgy and chemical electrothermics, where electric arc furnaces are used for the smelting of ferrous alloys, carbide and refractory materials. An electric contact device for an ore-thermal electric arc furnace with a graphite electrode is proposed, including a contact node connected by a water-cooled copper current supply to an external power source and to the electrode. The contact node is made in the form of a removable metal nipple with a base mated with a threaded connection to the electrode. The water-cooled current supply is installed on the shank of the nipple and fixed with a pressure nut. In the upper part of the nipple, two mutually perpendicular gas supply holes are located horizontally and along the vertical axis. The electrode has an axial hole coaxial to the vertical hole of the nipple.
EFFECT: technical result is that a simple device is proposed, consisting of a metal nipple screwed into the nipple socket of a graphite electrode and pressed to it by a nut of a water-cooled copper current supply.
5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электрометаллургии и химической электротермии, где применяются дуговые электропечи для выплавки ферросплавов, карбидных и тугоплавких материалов.The invention relates to the field of electrometallurgy and chemical electrothermia, where electric arc furnaces are used for smelting ferroalloys, carbide and refractory materials.

Известна рудно-термическая электропечь с горячей подиной и сильноточным токоподводом, которая содержит печной трансформатор со стороны низкого напряжения, оборудованный выводами и вводами, соединенными гибким токоподводом с электроконтактным зажимом реверсивно-подвижного электрода. Токоподвод от выводов низкого напряжения трансформатора до электроконтактных зажимов электрода выполнен в основном в виде гибкого соединения (гибким водоохлаждаемым кабелем или медными лентами).Known is an ore-thermal electric furnace with a hot hearth and a high-current current lead, which contains a furnace transformer on the low voltage side, equipped with leads and inputs connected by a flexible current lead with an electric contact clamp of a reversible-movable electrode. The current lead from the low voltage terminals of the transformer to the electrical contact clamps of the electrode is made mainly in the form of a flexible connection (flexible water-cooled cable or copper tapes).

Особенностью токоподвода является то, что он в основном создан из гибких конструктивных элементов и его длина выполнена допустимо короткой. (RU №2550983, МПК F27B 3/10, Н05 В 7/144, С22С 29/00, опубл. 20.05.2015).A feature of the current lead is that it is mainly made of flexible structural elements and its length is made as short as possible. (RU No. 2550983, IPC F27B 3/10, H05 B 7/144, C22C 29/00, publ. 05/20/2015).

Недостатком известного устройства является сложность в обслуживании и низкая стойкость контактных узлов.The disadvantage of the known device is the complexity of maintenance and low durability of the contact assemblies.

Известен также электроконтактный узел для подвода тока к электроду в руно-термической печи, состоящий из контактных медных щек, соединных водоохлаждаемым медным токоподводом с внешним источником электроэнергии и электродом (М.И. Гасик «Самообжигающиеся электроды рудовосстановительных электропечей», Москва, Металлургия, 1978 г, с. 274-278, рис. 138.).There is also known an electrical contact unit for supplying current to an electrode in a rune-thermal furnace, consisting of contact copper cheeks connected by a water-cooled copper current lead with an external power source and an electrode (MI Gasik "Self-burning electrodes of ore-reduction electric furnaces", Moscow, Metallurgy, 1978 , p. 274-278, fig. 138.).

Недостатком известного электроконтактного узла является сложность конструкции водоохлаждаемых медных щек, необходимость их прижатия с большим усилием к электроду пружинными, пневматическими или гидравлическими устройствами, расположенными в кольце электрододержателя, состоящем из двух водоохлаждаемых полуколец, соединенных через втулки из электроизоляционных материалов. Все элементы токоподвода работают в зоне высоких температур, обладают малой стойкостью, замена их сложна технически и связана со значительными простоями печи.The disadvantage of the known electrical contact unit is the complexity of the design of water-cooled copper cheeks, the need to press them with great force to the electrode by spring, pneumatic or hydraulic devices located in the electrode holder ring, consisting of two water-cooled half-rings connected through bushings made of electrical insulating materials. All elements of the current lead operate in the high temperature zone, have low durability, their replacement is technically difficult and is associated with significant downtime of the furnace.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в упрощении конструкции электроконтактного узла и организации подвода в подэлектродное пространство нейтрального газа или газпорошковых смесей.The technical problem solved by the proposed invention is to simplify the design of the electrical contact unit and to organize the supply of neutral gas or gas-powder mixtures to the sub-electrode space.

Существующая техническая проблема решается тем, что, электроконтактное устройство для рудно-термической дуговой электропечи с графитированным электродом, включающее контактный узел, соединенный водохлаждаемым медным токоподводом с внешним источником электроэнергии и с электродом, согласно изобретению, контактный узел выполнен в виде съемного металлического ниппеля с основанием, сопряженным резьбовым соединением с электродом, а водоохлаждаемый токоподвод установлен на хвостовике ниппеля и зафиксирован прижимной гайкой, при этом, в верхней части ниппеля по горизонтали и по вертикальной оси расположены два взаимно перпендикулярных отверстия для подачи газа, а электрод имеет осевое отверстие соосное вертикальному отверстию ниппеля. Основание металлического ниппеля может быть выполнено в виде усеченного конуса. Металлический ниппель может быть выполнен медным, либо из латуни, либо из бронзы.The existing technical problem is solved in that, an electrical contact device for an ore-thermal electric arc furnace with a graphite electrode, including a contact unit connected by a water-cooled copper current lead with an external power source and an electrode, according to the invention, the contact unit is made in the form of a removable metal nipple with a base, mated threaded connection with the electrode, and the water-cooled current lead is installed on the nipple shank and fixed with a clamping nut, while in the upper part of the nipple horizontally and along the vertical axis there are two mutually perpendicular holes for gas supply, and the electrode has an axial hole coaxial with the vertical hole of the nipple. The base of the metal nipple can be made in the form of a truncated cone. The metal nipple can be made of copper, brass or bronze.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения заключатся в том, что вместо сложного электроконтактного узла (электрододержателя) используемого на современных рудно-термических печах (контактные щеки, кольцо электрододержателя с прижимными устройствами) предложено простое устройство, состоящее из металлического ниппеля, ввинченного в ниппельное гнездо графитированного электрода и прижимаего к нему гайкой водоохлаждаемого медного токоподвода.The technical result obtained when using the invention consists in the fact that instead of a complex electrical contact unit (electrode holder) used in modern ore-thermal furnaces (contact cheeks, an electrode holder ring with clamping devices), a simple device is proposed consisting of a metal nipple screwed into a graphitized nipple socket. electrode and pressing it with a nut of a water-cooled copper current lead.

Через металлический ниппель в отверстие электрода легко осуществляется подача нейтрального газа в подэлектродное пространство.Through a metal nipple, a neutral gas is easily supplied to the electrode space into the electrode hole.

Отсутствует необходимость в операции перепуска электрода.There is no need for an electrode bypass operation.

За счет продувки подэлектродного пространства газом улучшаются технико-экономические показатели плавки (снижается расход электроэнергии, увеличивается производительность печи).By purging the sub-electrode space with gas, the technical and economic indicators of melting are improved (the power consumption is reduced, the furnace productivity is increased).

Изобретение проиллюстрировано чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез электроконтактного устройства, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - схема операций по наращиванию электрода.The invention is illustrated in the drawing, where FIG. 1 shows a section of an electrical contact device, FIG. 2 is a top view, FIG. 3 is a diagram of electrode extension operations.

Электроконтактное устройство содержит графитированный электрод 1, сопряженный резьбовым соединением с контактным узлом, выполненным в виде съемного ниппеля 2 с основанием цилиндрическим или в виде усеченного конуса. На хвостовике ниппеля 2 установлен водохлаждаемый медный токоподвод 3 и зафиксирован прижимной гайкой 4. В верхней части ниппеля 2 по горизонтали выполнено отверстие 5, а по вертикали перпендикулярное ему отверстие 6. Отверстия 5 и 6 предназначены для подачи газа, а электрод 1 имеет осевое отверстие соосное вертикальному отверстию 6 ниппеля.The electrical contact device contains a graphite electrode 1, coupled by a threaded connection with a contact unit made in the form of a removable nipple 2 with a cylindrical base or in the form of a truncated cone. A water-cooled copper current lead 3 is installed on the nipple shank 2 and is fixed with a clamping nut 4. In the upper part of the nipple 2, a hole 5 is made horizontally, and a hole 6 is perpendicular to it vertically. Holes 5 and 6 are intended for gas supply, and electrode 1 has an axial hole coaxial vertical hole 6 nipples.

В верхней части ниппеля 2 выполнены также отверстия 7, предназначенные для свинчивания ниппеля 2, а к нижней плите водохлаждаемого токопдвода 3 крепится гибкая часть короткой сети из водоохлаждаемых кабелей 8 и анкерные крюки 9, через которые электроконтактный узел, электрод и шланги для подачи газов в электрод, подвешиваются на траверзе 10, перемещающейся в вертикальном направлении при помощи механизма перемещения электрода 11 (фиг. 3), расположенного на верхней площадке (~ 15 м).In the upper part of the nipple 2, holes 7 are also made, intended for screwing the nipple 2, and a flexible part of a short network of water-cooled cables 8 and anchor hooks 9 are attached to the lower plate of the water-cooled current lead 3, through which the electrical contact unit, electrode and hoses for supplying gases to the electrode , are suspended on the beam 10, moving in the vertical direction using the mechanism for moving the electrode 11 (Fig. 3), located on the upper platform (~ 15 m).

Использование электроконтактного устройства осуществляется следующим образом.The use of an electrical contact device is as follows.

При первичном включении печи верхняя секция свечи электродов с ввинченным в ниппельное гнездо электродом 1, или полностью собранная на стенде свеча из нескольких электродов 1, устанавливаются в печь так, чтобы металлический ниппель 2 находился выше отметки ≈10 м., после чего на металлический ниппель 2 со стенда устанавливается водохлаждаемый токоподвод 3 в сборе с гибкой короткой сетью 8 и шлангами 12, подводящими газ к металлическому ниппелю 2. Водоохлаждаемый токоподвод 3 фиксируется прижимной гайкой 4 и подвешивается на траверзе 10, подсоединенной к механизму перемещения электрода 11, после чего производится включение печи 13. При расходе (выгорании) электрода 1 в процессе работы (угар, растворение в металле и шлаке, участие в химических реакциях) электродная свеча при помощи механизма перемещения электрода 11 постепенно опускается вниз, так что электроконтактный узел оказывается в положении «А» (фиг. 3) над экономайзером 14 (выше отметки ≈7,5 м), при этом необходимо произвести наращивание электрода путем установки еще одной секции графитированного электрода 1.When the furnace is first switched on, the upper section of the electrode plug with electrode 1 screwed into the nipple socket, or a plug of several electrodes 1 completely assembled on the stand, is installed in the furnace so that the metal nipple 2 is above the mark of ≈10 m, and then onto the metal nipple 2 a water-cooled current lead 3 is installed from the stand, assembled with a flexible short network 8 and hoses 12 that supply gas to a metal nipple 2. The water-cooled current lead 3 is fixed by a clamping nut 4 and suspended on a beam 10 connected to the mechanism for moving the electrode 11, after which the furnace 13 With the consumption (burnout) of electrode 1 during operation (waste, dissolution in metal and slag, participation in chemical reactions), the electrode candle gradually lowers downward by means of the electrode 11 movement mechanism, so that the electrical contact unit is in position "A" (Fig. 3) above the economizer 14 (above the mark of ≈7.5 m), while it is necessary to make a bunk Electrode wiping by installing one more section of graphite electrode 1.

Наращивание новой секции на электрод производится при плавке высококремнистых сплавов ~ 1 раз в неделю, при этом верхняя часть рабочего электрода находится над экономайзером 14 расположенном на электроизолированной площадке (~+7,5 м) над водохлаждаемым сводом 15 (позиция «А»). Снимается шланг подачи газа в электрод 1, откручивается прижимная гайка 4, водоохлаждаемый токоподвод 3 вместе с гибкой короткой сетью 8 при помощи механизма перемещения электрода 11 поднимается выше площадки (~+10 м) и укладывается с поворотом на ~180° на площадку (~+11 м). Верхний конец рабочего электрода фиксируется при помощи пружинных прижимов в экономайзере 14, после чего выкручивается металлический ниппель 2 и отправляется на стенд подготовки электродов.The build-up of a new section on the electrode is carried out when melting high-silicon alloys ~ 1 time per week, while the upper part of the working electrode is located above the economizer 14 located on the electrically insulated platform (~ + 7.5 m) above the water-cooled roof 15 (position "A"). The gas supply hose to the electrode 1 is removed, the clamping nut 4 is unscrewed, the water-cooled current lead 3 together with the flexible short network 8, using the electrode 11 movement mechanism, rises above the platform (~ + 10 m) and fits with a rotation of ~ 180 ° onto the platform (~ + 11 m). The upper end of the working electrode is fixed with spring clamps in the economizer 14, after which the metal nipple 2 is unscrewed and sent to the electrode preparation stand.

Подготовленный для наращивания электрод 1 с ввинченными ниппелями 2 (графитированным в нижнем гнезде электрода и металлическим - в верхнем гнезде электрода) при помощи механизма перемещения электрода 11 подается для наращивания рабочего электрода (позиция «Б»). Наращивание электрода 1 производится на площадке 7,5 м (позиция «А»), после чего водоохлаждаемый токоподвод 3 с гибкой короткой сетью 8 с площадки ~11 м при помощи механизма перемещения электрода 11 переносится к нарощенному электроду 1 и при помощи прижимной гайки-ворота 4 плотно прижимается к металлическому ниппелю 2. После подсоединения к металлическому ниппелю газоподводящего шланга 12 освобождается прижим экономайзера 14 на площадке ~7,5 м после чего производится включение печи.Prepared for building up electrode 1 with screwed in nipples 2 (graphite in the lower electrode socket and metal - in the upper electrode socket) is fed by means of the electrode moving mechanism 11 to build up the working electrode (position "B"). The build-up of electrode 1 is carried out on the site of 7.5 m (position "A"), after which the water-cooled current lead 3 with a flexible short network 8 from the site ~ 11 m is transferred to the extended electrode 1 by means of the mechanism for moving the electrode 11 to the extended electrode 1 and by means of the clamping nut-gate 4 is tightly pressed against the metal nipple 2. After connecting the gas supply hose 12 to the metal nipple, the economizer 14 clamp is released on the ~ 7.5 m site, after which the furnace is turned on.

Положительный эффект, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в упрощении конструкции устройства, позволяющего легко доставлять нейтральный газ или порошкообразные материалы в подэлектродное пространство печи.The positive effect obtained when using the present invention is to simplify the design of the device, which makes it easy to deliver a neutral gas or powdery materials into the sub-electrode space of the furnace.

Claims (5)

1. Электроконтактное устройство для руднотермической дуговой электропечи с графитированным электродом, включающее контактный узел, соединенный водохлаждаемым медным токоподводом с внешним источником электроэнергии и с электродом, отличающееся тем, что контактный узел выполнен в виде съемного металлического ниппеля с основанием, сопряженным резьбовым соединением с электродом, а водоохлаждаемый токоподвод установлен на хвостовике ниппеля и зафиксирован прижимной гайкой, при этом в верхней части ниппеля по горизонтали и по вертикальной оси расположены два взаимно перпендикулярных отверстия для подачи газа, а электрод имеет осевое отверстие соосное вертикальному отверстию ниппеля.1. An electrical contact device for an ore-thermal electric arc furnace with a graphite electrode, including a contact unit connected by a water-cooled copper current lead with an external power source and an electrode, characterized in that the contact unit is made in the form of a removable metal nipple with a base mated with a threaded connection to the electrode, and The water-cooled current lead is installed on the nipple shank and fixed with a clamping nut, while in the upper part of the nipple horizontally and along the vertical axis there are two mutually perpendicular holes for gas supply, and the electrode has an axial hole coaxial with the vertical hole of the nipple. 2. Электроконтактное устройство по п. 1, отличающееся тем, что основание металлического ниппеля выполнено в виде усеченного конуса.2. The electrical contact device according to claim 1, characterized in that the base of the metal nipple is made in the form of a truncated cone. 3. Электроконтактное устройство по п. 1, 2, отличающееся тем, что металлический ниппель выполнен медным.3. An electrical contact device according to claim 1, 2, characterized in that the metal nipple is made of copper. 4. Электроконтактное устройство по п. 1, 2, отличающееся тем, что металлический ниппель выполнен из латуни.4. The electrical contact device according to claim 1, 2, characterized in that the metal nipple is made of brass. 5. Электроконтактное устройство по п. 1, 2, отличающееся тем, что металлический ниппель выполнен из бронзы.5. Electrocontact device according to claim 1, 2, characterized in that the metal nipple is made of bronze.
RU2020137205A 2020-11-11 2020-11-11 Electric contact device for ore-thermal furnace with graphite electrode RU2748222C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137205A RU2748222C1 (en) 2020-11-11 2020-11-11 Electric contact device for ore-thermal furnace with graphite electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137205A RU2748222C1 (en) 2020-11-11 2020-11-11 Electric contact device for ore-thermal furnace with graphite electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748222C1 true RU2748222C1 (en) 2021-05-21

Family

ID=76033908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020137205A RU2748222C1 (en) 2020-11-11 2020-11-11 Electric contact device for ore-thermal furnace with graphite electrode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748222C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101725A (en) * 1976-08-16 1978-07-18 Nikolai Semenovich Shelepov Hearth electrode for melting furnaces
US4490824A (en) * 1983-07-15 1984-12-25 Great Lakes Carbon Corporation Composite electrode for arc furnace
US4754463A (en) * 1986-02-19 1988-06-28 Asea Ab Hollow arc electrode
RU2020773C1 (en) * 1992-05-19 1994-09-30 Предприятие "Пионер" Electrode of electric arc furnace
RU2176856C2 (en) * 1999-12-06 2001-12-10 Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" Non-consumable electrode for ore-smelting and impoverishment multi-slag electric furnaces
RU2550983C1 (en) * 2013-11-22 2015-05-20 Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-производственное предприятие "ИНЖМЕТ" Ore-thermal furnace with hot hearth and high-current lead

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101725A (en) * 1976-08-16 1978-07-18 Nikolai Semenovich Shelepov Hearth electrode for melting furnaces
US4490824A (en) * 1983-07-15 1984-12-25 Great Lakes Carbon Corporation Composite electrode for arc furnace
US4754463A (en) * 1986-02-19 1988-06-28 Asea Ab Hollow arc electrode
RU2020773C1 (en) * 1992-05-19 1994-09-30 Предприятие "Пионер" Electrode of electric arc furnace
RU2176856C2 (en) * 1999-12-06 2001-12-10 Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" Non-consumable electrode for ore-smelting and impoverishment multi-slag electric furnaces
RU2550983C1 (en) * 2013-11-22 2015-05-20 Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-производственное предприятие "ИНЖМЕТ" Ore-thermal furnace with hot hearth and high-current lead

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6128914B2 (en)
RU2488056C2 (en) Electrode holder assembly and furnace equipped therewith
KR0128355B1 (en) Direct current electric furnace for melting metal
RU2748222C1 (en) Electric contact device for ore-thermal furnace with graphite electrode
RU2114923C1 (en) Method for melting-down of scrap in closed-top pit-type dc heating furnace and closed-top pit-type electric-arc heating furnace for embodiment of the method
US4122294A (en) Method of and device for forming self-baking electrode
CN207678030U (en) Electrode holde and industrial silicon furnace
JP2530083B2 (en) DC electric arc furnace lining
Curr et al. The design and operation of transferred-arc plasma systems for pyrometallurgical applications
JPH01130493A (en) Wall electrode of metallurgical electric furnace
JPS6364486B2 (en)
EP0075534B1 (en) Axially movable electrode holder for use in electric steel production
CN2172558Y (en) Ore heating furnace electrode feeding implement
JP4820630B2 (en) Electric resistance heating furnace
CN1218900A (en) Direct current steel ladle refiner
US4720838A (en) Contact connection between a contact electrode and a cooling medium and a current supply lines for an electrical melting furnace
CN212573022U (en) Calcium carbide furnace electrode holder device
CN204478794U (en) A kind of direct current electric arc furnace
CA2341749C (en) Soderberg-type composite electrode for arc smelting furnace
JP2590993B2 (en) DC arc furnace
CN218937062U (en) Device for preventing electricity connection of large submerged arc furnace
RU2550338C2 (en) Triangulated high-current lead
CN2235108Y (en) Electrode structure at bottom of direct current arc furnace
CN214032572U (en) Electrode lengthening device
CN219829525U (en) Accurately controlled submerged arc furnace electrode