SU894314A1 - Электродугова печь пр мого действи - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЕЧЬ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ .

1

Изобретение относитс  к цветной металлургии, конкретно к конструкции электродуговых печей пр мого действи .

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  конструкци  электродуговой печи, включающа  огнеупорную футеровку ванны с конфигурацией откосов в форме обратного усеченного кругового конуса с вершинойj лежащей на оси печи в вертикальной плоскости, котора  проходит через центры основани  конуса и выпускного отверсти . .При этом откос в этой плоскости со стороны выпускного отверсти  выполнен под углом 40-55 к горизонтальной плоскости .

Этот угол определ етс  углом естественного откоса заправочного материала и углом максимального наклона печи дл  полного слива металла

Указанна  конфигураци  ванны разработана применительно к печам, предназначенным дл  ведени  активного металлургического процесса, включающего закалку шихты, удаление (окисление) примесей из расплава и

последующее его рафинирование (диф-. фузионное раскисление). В этом случае дл  успешного протекани  окислительно-восстановительных реакций на границе металлическа  ванна - шлак величина поверхности ванны (точнее ее удельное значение) должна быть достаточно большой.

В электродуговых печах на машино10 строительных заводах и заводах по обработке цветных металлов производ т выплавку стали и сплавов, в том числе на медной основе/ использу  в шихте до 100% отходов собственного производства, скрап и бракованный

15 металл. В этом., случае,по существу, отпадает необходимость в ведении активного металлургического процесса и важнБМ становитс  сохранение легируквдих компонентов в шихте, дл  чего

20 необходимо по возможности уменьшить поверхность ванны. Поэтому традиционна  конфигураци  ванны дл  ведени  переплавного процесса не  вл етс 

25 зптимальной.

Более того, и это самое главное, така  конфигураци  ванны практически не позвол ет успешно решать задачу, повышени  производительности действу 30 ющих печей. Эта задача имеет общее

йначение дл  всех печей, но ее наиболее трудно решать дл  печей, ведущих переплавной процесс, так как в этом случае отсутствует возможность интенсификации процесса путем продувки кислорода из-за повышенного угара легирующих.

При известной конфигурации откосов ванны (в виде усеченного кругового конуса) имеетс  по существу только единственна  возможность увеличени  объема ванны - это увеличе- ние ее глубины« Отметим, что диаметр ванны в верхней ее части нельз  увеличить из-за опасности снижени  стойкости футеровки, поскольку на этом уровне футеровка ванны имее наименьшую толщину, а работает в наихудших тепловых усло;эи х и взаимодействует с агрессивны.оз шлаками. Увеличить диаметр ванны в нижней ее части также нельз , поскольку при этом изменитс  угол наклона откосов ванны и не позволит полностью слить металл из печи.

Что же касаетс  увеличени  глубины ванны, то этот путь малоэффективен и весьма ограничен. Первое обусловлено тем,что при геометрии известного усеченного кругового конуса увеличение его высотыа сторону меньшего основани  дает малый прирост объема Так, повышение глубины ванны печи ДСП-1,5 на 20% увеличивает ее объем на 11%, причем прирост объема посто нно снижаетс . Ограничение по глубине ванны (даже не принима  во внимание снижение стойкости футеровки с уменьшением толщины подины) обусловлено тем, что в указанных печах с верхним обогревом наблюдаетс  заметиа  температурна  неоднородность ванны. Она резко возрастает с увеличением глубины ванны и при чрезмерной глубине образуетс  козел (нерасплавл ема  часть ванны), Последние моменты особенно опасны в печах, работающих переплавным процессом , поскольку в этом случае, во-первых, из-за отсутстви  окислительно-восстановительных реакций отсутствует принудительное перемешивание ванны и выравнивание температуры по глубине; во-вторых, усиленный перегрев верхних слоев металла в ванне способствует повышенному угару легирующих.

Таким образом, известна  конфигураци  откосов ванны в виде усеченного кругового конуса не позвол ет увеличить объем .ванны без увеличени  ее, глубины, а в случае увеличени  последней прирост объема ванны оказываетс  небольшим. Кроме того, она не позвол ет снизить удельную поверхность ванны без уменьшени  объема или увелич ни  ее глубины.

Целью изобретени   вл етс  повышение объема Ванны без увеличени 

se глубины, а также снижение удельной поверхности ванны без уменьшени ее объема.

Постанленна  цель достигаетс  Тем, что в электродуговой печи пр мого действи , содержащей огнеупорную футеровку ванны с конфигурацией откосов в форме обратного усеченного кругового конуса с вершиной, лежашей ввертикальной плоскости, котора  проходит через центры основани  конуса и выпускного отверсти , при этом откос в этой плоскости со стороны выпускного отверсти  выполнен под углом 40-55 к горизонтальной плоскости, откосы ванны печи выполнены с конфигурацией в форме обратного усеченного наклонного конуса с углом наклона откоса, противолежащего откосу у выпускного отверсти , равным 45-90.

На фиг. 1 представлена схема конфигурации откосов ванны электродуговой печи, продольное сечение; на фиг. 2 - схема дл  расчета угла наклона оси конуса .к основанию и угла наклона откосов к горизонтальной плоскости.

Предлагаема  конструкци  печи выполнена следующим образом.

Откосы ванны AOBCOD (фиг. 1) выполнены в виде обратного усеченного наклонного конуса. Угол /i между откосом ВС со стороны выпускного отверсти  и плоскостью основани  составл ет 40-55, что обеспечивает полный слив расплава из печи; у гол-г между противоположным откосом AD и плоскостью основани  составл ет 45-90° , при этом угол наклона ( d ) оси конуса к его основанию составл ет 59-82 .

Указанные пределы угла наклона выбрают исход  из следующего: верхний предел 90 выбираетс  из услови  получени  максимального объема ванны при заданной ее глубине и отсутстви  объемов ванны с нависающими откосами . Следовательно, треугольник ABR (фиг. 2) должен быть пр моугольным , а соотношение углов d и р может быть определено из треугольников ABR и равно tgcL- 2tg|b. При выборе нижней границы угла считают , что предлагаема  конфигураци  откосов ванны должна обеспечивать увеличение ее объема по сравнению с известной как минимум на 5%, Этот прирост объема обеспечиваетс  выкладкой ванны печей емкостью до 30 т при минимальном угле (Ь равным 4о в форме наклонного .усеченного конуса с углом у равным 45°, Дл  печей емкостью 30-100 т при ft рывном 50° угол-ггравен 55 . Следовательно, минимальное значение угла должно превьанать значение угла fj на 5. В практических услови х определение угла должно производитьс  в указан ных пределах 45-90 с учетом емкост печи и угла (ь , технологических требований к весу плавки, глубине ванны , ее удельной поверхности и т.д.

Кладка откосов осуществл етс  следующим образом.

Центры кругов каждого р да кирпичей смещены относительно вертикальной оси печи в противоположную от выпускного отверсти  сторону на

(n-)((,

диаметры этих кругов рассчитаны по формулам

5;«i(i+fb; ) ТгГЗ/1 Ф

ИГ1И

лГ . 51П((14Г)

D-aIh-t v4H)-g.s,b

где (А- толщина р да кирпичей;

п - номер р да кирпичей от подины

D - диаметр ванны печи.

Пример 1. Откосы ванны дуговой сталеплавильной печи емкостью 1,5т выполн ют в форме обратного усеченного кругового конуса без изменени  диаметра большого основани  и его глубны . Угол |i наклона образующей к основанию со стороны выпускного отверсти  составл ет 45®, а угол наклона противоположного откоса 75 .

Это позвол ет увеличить емкость ванны и снизить удельную поверхность на 15%, довести массу садки с 2,7 до 3,1. т (по меди) и обеспечить производство слитков массой до 3,0 т, увеличить производительность агрегата на 9%, снизить угар хрома при перегреве расплава на 10% относ.%, снизить расход древесного угл , выполн ющего роль покровного материала ванны, на 10 %.

П р и м е р 2. Откосы ванны печи выполн ют в форме обратного усеченного кругового конуса без снижени  глубины ванны. Угол (Ь наклона образующей к основанию со стороньа сливного отверсти  составл ет 45, а угол у наклона противоположного откоса .составл ет 81. Диаметр ванны снижают на 7%.

Это позвол ет .при плавке сплавов меди с хромом и цирконием при сохранении объема ванны и ее емкости 2,7т (по меди) снизить удельную поверхность на 12%, снизить угар хрома на 8%, а циркони  на 5 относ.%, снизить расход древесного угл  дл  покрова ванны на 8%. Снижение диаметра ванны позвол ет выложить стены с укло ,ном и благодар  этому увеличить стойкость стен, а следовательно, производительность на 6%. В итоге экономи  по себестоимости составл ет 8-10 р. на 1 т Годного слитка.

Claims (1)

1. Зинуров И.Ф. и др. Дуговые сталеплавильные печи. Атлас. М., ;Металлургиздат7 1978, с.8, 53-64.