UA87613U - Dc furnace bottom electrode - Google Patents
Dc furnace bottom electrode Download PDFInfo
- Publication number
- UA87613U UA87613U UAU201311237U UAU201311237U UA87613U UA 87613 U UA87613 U UA 87613U UA U201311237 U UAU201311237 U UA U201311237U UA U201311237 U UAU201311237 U UA U201311237U UA 87613 U UA87613 U UA 87613U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- current
- fact
- electrode according
- base
- floor electrode
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 7
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Корисна модель належить до галузі металургії та електротехніки, а саме до конструкцій неохолоджуваних електродів для підведення струму до рідкого металу в дуговій печі постійного струму, і може бути використана при виробництві сплавів та сталей, переважно в малотоннажних електричних печах.The utility model belongs to the field of metallurgy and electrical engineering, namely to the construction of non-cooled electrodes for supplying current to liquid metal in a direct current arc furnace, and can be used in the production of alloys and steels, mainly in low-tonnage electric furnaces.
Відомий подовий електрод печі постійного струму, який є найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, за технічною суттю та результатом, що досягається, виконаний у вигляді знімного блока і містить металеву основу з привареними до неї, принаймні, двома металевими пластинчатими струмопровідними елементами, встановленими відносно один одного з зазором, в якому розміщений ізолювальний вогнетривкий матеріал (див. патент РФ Мо 2467521, МПК НО18 7/08, заявл. 07.10.2011 р., опубл. 20.11.2012 р).The known floor electrode of the direct current furnace, which is the closest to the technical solution claimed in terms of technical essence and the result to be achieved, is made in the form of a removable block and contains a metal base with at least two metal plate current-conducting elements welded to it, installed relative to each other with a gap in which the insulating refractory material is placed (see patent of the Russian Federation Mo 2467521, IPC NO18 7/08, application 10/07/2011, published 11/20/2012).
У відомому електроді струмопровідні елементи виконані у вигляді внутрішніх сталевих пластин різної довжини та зовнішньої металевої пластини, яка охоплює бокові крайки внутрішніх пластин з утворенням зовнішньої металевої обичайки.In the known electrode, the conductive elements are made in the form of internal steel plates of different lengths and an external metal plate, which covers the side edges of the internal plates to form an external metal ring.
Недоліком відомого подового електрода є низький термін служби і трудомісткість його конструктивного виконання.The disadvantage of the well-known floor electrode is its short service life and the complexity of its construction.
Виконання струмопровідних елементів у вигляді паралельно встановлених пластин різної довжини призводить до створення в радіальному напрямку неоднорідного електричного поля течії. Електричний струм, який протікає через днище ванни печі, має в окружному напрямку щільність, яка змінюється. У результаті цього відносно осі катода виникає асиметричний струморозподіл, що є причиною різниці напружень поля потоку. Це призводить до неоднорідності температурного поля в розплаві рідкого металу, в результаті чого виникають локальні термічні напруги, які призводять до підвищеного зносу вогнетривкої маси електрода та, як наслідок, до зниження терміну служби подового електрода.The implementation of conductive elements in the form of parallel plates of different lengths leads to the creation of an inhomogeneous electric current field in the radial direction. The electric current that flows through the bottom of the furnace bath has a density that changes in the circumferential direction. As a result of this, an asymmetric current distribution occurs relative to the axis of the cathode, which is the cause of the difference in the voltages of the flow field. This leads to inhomogeneity of the temperature field in the liquid metal melt, resulting in local thermal stresses that lead to increased wear of the refractory mass of the electrode and, as a result, to a reduction in the service life of the bottom electrode.
Крім цього трудомісткість конструктивного виконання відомого електрода обумовлена складністю збірки конструкції, яка полягає в тому, що при приварюванні металевих пластин різної довжини до основи електрода необхідно одночасно забезпечувати паралельність розташування їх поверхонь, не допускаючи при цьому вигину пластин. Обрамлення торців пластин боковою металевою обичайкою також супроводжується додатковими операціями щодо коригування положення пластин для забезпечення оптимальної контактної поверхні торцівIn addition, the complexity of the construction of the known electrode is due to the complexity of the construction, which consists in the fact that when welding metal plates of different lengths to the base of the electrode, it is necessary to simultaneously ensure the parallelism of the location of their surfaces, while preventing bending of the plates. Framing the ends of the plates with a side metal border is also accompanied by additional operations to adjust the position of the plates to ensure the optimal contact surface of the ends
Зо пластин з обичайкою.From plates with custom.
Все це вимагає використання спеціального обладнання та пристроїв, які обумовлюють великі матеріальні та енергетичні витрати.All this requires the use of special equipment and devices, which cause large material and energy costs.
Виконання основи з чистого металевого матеріалу збільшує теплові втрати за рахунок великого електричного опору цього матеріалу.Making the base from a pure metal material increases heat loss due to the high electrical resistance of this material.
В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення відомої конструкції подового електрода, в якому нове виконання окремих елементів пристрою та використання нових матеріалів, забезпечують створення симетричного струморозподілу в робочій зоні печі, що, у свою чергу, обумовлює рівномірне струмове навантаження в радіальному напрямку, та призводить до підвищення терміну служби електрода і спрощення процесу його конструктивного виконання.The useful model is based on the task of improving the well-known design of the bottom electrode, in which the new implementation of individual elements of the device and the use of new materials ensure the creation of a symmetrical current distribution in the working zone of the furnace, which, in turn, causes a uniform current load in the radial direction, and leads to increasing the service life of the electrode and simplifying the process of its constructive implementation.
Поставлена задача вирішується тим, що в подовому електроді печі постійного струму, виконаному у вигляді знімного блока, і містить металеву основу з привареними до неї, принаймні, двома металевими пластинчатими струмопровідними елементами, встановленими відносно один одного з зазором, в якому розміщений ізолювальний вогнетривкий матеріал, новим, відповідно до корисної моделі, є те, що пластинчаті струмопровідні елементи виконані у вигляді фігур подоби з замкнутою боковою поверхнею та співвісно розташовані щодо вертикальної осі основи, яка виконана з біметалічного матеріалу.The task is solved by the fact that in the bottom electrode of the direct current furnace, which is made in the form of a removable block and contains a metal base with at least two metal plate conductive elements welded to it, installed relative to each other with a gap, in which insulating refractory material is placed, what is new, according to the useful model, is that the lamellar conductive elements are made in the form of similar figures with a closed side surface and are coaxially located with respect to the vertical axis of the base, which is made of a bimetallic material.
Новим є те, що бокова поверхня струмопровідних елементів має циліндричну форму.What is new is that the side surface of the current-conducting elements has a cylindrical shape.
Новим також є те, що бокова поверхня струмопровідних елементів має форму зрізаного конуса.What is also new is that the side surface of the current-conducting elements has the shape of a truncated cone.
Новим є і те, що бокова поверхня струмопровідних елементів має форму багатокутної правильної призми.What is new is that the side surface of the current-conducting elements has the shape of a polygonal regular prism.
Новим є те, що бокова поверхня струмопровідних елементів виконана профільованою.What is new is that the side surface of the conductive elements is profiled.
Новим є також те, що у верхній частині бокової поверхні струмопровідних елементів виконані прорізи.It is also new that the upper part of the side surface of the conductive elements has slits.
Новим є те, що основа електрода виконана із сталевих пластин, покритих шаром металу, які мають менший електричний опір, ніж залізо.What is new is that the base of the electrode is made of steel plates covered with a layer of metal, which has a lower electrical resistance than iron.
Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає в наступному.The cause-and-effect relationship between the set of declared signs and the technical result is as follows.
Виконання заявлених струмопровідних елементів у вигляді фігур подоби з замкнутою поверхнею дозволяє отримати в радіальному напрямку однорідне електричне поле течії. Струм, який проходить через струмопровідні елементи, рівномірно розподіляється у вигляді центральних кілець по розплаву за допомогою анодних, співвісно розташованих струмопровідних елементів, які мають однаковий електричний опір, що забезпечує рівномірне струмове навантаження в радіальному напрямку рідкої ванни розплаву. Це сприяє отриманню симетричного струморозподілу в розплаві, завдяки чому відсутні термічні напруги в ізоляційній вогнетривкій масі електрода. Внаслідок цього зменшується знос подового електрода та забезпечується підвищення терміна його служби.The implementation of the declared conductive elements in the form of similar figures with a closed surface allows obtaining a uniform electric current field in the radial direction. The current that passes through the current-conducting elements is evenly distributed in the form of central rings over the melt with the help of anode, coaxially located current-conducting elements that have the same electrical resistance, which ensures a uniform current load in the radial direction of the liquid bath of the melt. This contributes to obtaining a symmetrical current distribution in the melt, due to which there are no thermal stresses in the insulating refractory mass of the electrode. As a result, the wear of the floor electrode is reduced and its service life is extended.
Крім цього співвісне розташування струмопровідних елементів дозволяє також запобігти будь-якому впливу зовнішніх електричних факторів, наприклад магнітних полів, які знаходяться за металоприймачем печі, на утворення побічних магнітних полів, які негативно позначаються на його симетрії, тим самим запобігає можливим відхиленням електричної дуги.In addition, the coaxial arrangement of the current-conducting elements also prevents any influence of external electrical factors, such as magnetic fields located behind the metal receiver of the furnace, on the formation of side magnetic fields that negatively affect its symmetry, thereby preventing possible deviations of the electric arc.
Виконання основи подового електрода з біметалічного матеріалу дозволить підвищити загальну електропровідність струмоведучих частин подового електрода. При цьому забезпечується надійна струмопередача між розплавом та струмопровідними елементами при незалежності від термічного навантаження на вогнетривку масу, знижується рівень тепловиділення, завдяки чому виключається температурне напруження в вогнетривкій масі електрода, що забезпечує підвищення терміну служби електрода.Making the base of the floor electrode from a bimetallic material will increase the overall electrical conductivity of the current-carrying parts of the floor electrode. At the same time, reliable current transmission between the melt and the conductive elements is ensured regardless of the thermal load on the refractory mass, the level of heat generation decreases, due to which the temperature stress in the refractory mass of the electrode is eliminated, which ensures an increase in the service life of the electrode.
Виконання струмопровідних елементів у вигляді фігур подоби з замкнутою поверхнею значно спрощує трудомісткість складання подового електрода, яка зводиться до приварювання до основи електрода попередньо виготовлених усталених елементів. При цьому немає необхідності у використанні додаткових приладів для забезпечення стійкості приварюваних елементів, що спрощує процес конструктивного виконання електрода.The execution of current-conducting elements in the form of similar figures with a closed surface greatly simplifies the laboriousness of assembling the bottom electrode, which is reduced to welding to the base of the electrode pre-made fixed elements. At the same time, there is no need to use additional devices to ensure the stability of the welded elements, which simplifies the process of constructing the electrode.
Зміна профілю бокової поверхні струмопровідних елементів дозволить розширити функціональні можливості подового електрода, при якому можливо регулювати вигляд і потужність електричної дуги, створювати свідомо прогнозований розподіл струмового та температурного навантажень в рідкій ванні металу.Changing the profile of the side surface of the conductive elements will allow to expand the functionality of the bottom electrode, in which it is possible to adjust the appearance and power of the electric arc, to create a consciously predicted distribution of current and temperature loads in the liquid bath of the metal.
Технічна суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 схематичноThe technical essence of the useful model is explained by the drawings, where in fig. 1 schematically
Зо зображений подовий електрод печі постійного струму (вигляд спереду), на фіг. 2 - вигляд зверху.The bottom electrode of a direct current furnace (front view) is shown in Fig. 2 - top view.
Подовий електрод електричної печі постійного струму містить основу 1, виконану з біметалічного струмопровідного матеріалу, наприклад: сталь-мідь, товщиною 2 мм. Нижній шар 2 виконаний зі міді, а верхній шар З - зі сталі. До основи 1 приварені струмопровідні елементи 4, які виконані з листової сталі ст3, товщиною 2 мм, у вигляді фігур подоби, наприклад, циліндрів. їх кількість і товщину стінок обирають залежно від потужності електричної печі. Струмопровідні елементи 4 розміщені співвісно один до одного щодо вертикальної осі основи 1 і з зазором 5, розміри якого обирають залежно від кількості струмопровідних елементів і потужності печі. У проміжках між зазорами 5 розміщений ізолюючий вогнетривкий матеріал 6, наприклад, магнезит. Подовий електрод з'єднаний з джерелом живлення за допомогою струмопроводу 7, розміщеного на нижній поверхні основи 1 електрода. Бокова поверхня струмопровідних елементів 4 може бути виконана також у вигляді зрізаного конуса, правильної багатокутної піраміди, може бути профільована, може мати поздовжні розрізи у верхній частині елемента, а також можуть бути інші види виконання бокової поверхні.The floor electrode of the DC electric furnace contains a base 1 made of a bimetallic conductive material, for example: steel-copper, 2 mm thick. The lower layer 2 is made of copper, and the upper layer C is made of steel. Conductive elements 4 are welded to the base 1, which are made of sheet steel grade 3, 2 mm thick, in the form of similar figures, for example, cylinders. their number and wall thickness are chosen depending on the power of the electric furnace. The current-conducting elements 4 are placed coaxially to each other relative to the vertical axis of the base 1 and with a gap 5, the dimensions of which are chosen depending on the number of current-conducting elements and the power of the furnace. Insulating refractory material 6, for example, magnesite, is placed in the gaps between the gaps 5. The floor electrode is connected to the power source by means of a current conductor 7 placed on the lower surface of the base 1 of the electrode. The side surface of the conductive elements 4 can also be made in the form of a truncated cone, a regular polygonal pyramid, can be profiled, can have longitudinal cuts in the upper part of the element, and there can also be other types of side surface design.
Виготовлення подового електрода здійснюється таким чином.The floor electrode is manufactured as follows.
З біметалічного листового матеріалу вирізають основу 1 у вигляді кола, а з прямокутних заготовок з листової сталі виготовляють струмопровідні елементи 4 у вигляді циліндричних тіл різного діаметру. Отримані циліндричні тіла методом зварювання кріплять до основи 1, розташовуючи їх співвісно один до одного з певним зазором 5. Далі в зазори 5 між циліндричними тілами завантажують вогнетривкий матеріал б - магнезит, який піддають ущільненню. До зовнішньої поверхні біметалічної основи 1 приварюють струмопровід 7 у вигляді мідних шин. Підготовлений електрод є знімним та кріпиться до бокових стінок печі за допомогою спеціальних пристроїв (не показані) через ізолятор 8, і утворює електропровідну падину електричної печі.The base 1 is cut out of the bimetallic sheet material in the form of a circle, and conductive elements 4 are made in the form of cylindrical bodies of different diameters from rectangular sheet steel blanks. The resulting cylindrical bodies are attached to the base 1 by welding, placing them coaxially with each other with a certain gap 5. Next, refractory material b - magnesite is loaded into the gaps 5 between the cylindrical bodies, which is subjected to compaction. A current conductor 7 in the form of copper tires is welded to the outer surface of the bimetallic base 1. The prepared electrode is removable and is attached to the side walls of the furnace with the help of special devices (not shown) through the insulator 8, and forms the conductive cavity of the electric furnace.
При пропусканні постійного струму через верхній електрод (не показаний) печі, між ним та металом виникає електрична дуга, яка розігріває метал. При зносі робочої частини електрода його від'єднують від печі і замінюють новим або відремонтованим без необхідності його остуджування або руйнування футеровки внутрішньої поверхні електричної печі.When a direct current is passed through the top electrode (not shown) of the furnace, an electric arc occurs between it and the metal, which heats the metal. When the working part of the electrode wears out, it is disconnected from the furnace and replaced with a new or repaired one without the need for cooling it or destroying the lining of the inner surface of the electric furnace.
Були проведені дослідно- промислові випробування подового електрода, який заявляється, на Запорізькому феросплавному заводі. Стійкість електродів склала 1700-2000 плавок, що в декілька разів перевищує стійкість традиційних стрижневих електродів.Research and industrial tests of the applied electrode were carried out at the Zaporizhzhia Ferroalloy Plant. The resistance of the electrodes was 1700-2000 fuses, which is several times higher than the resistance of traditional rod electrodes.
Для виготовлення подового електрода печі постійного струму, який заявляється, використовується обладнання вітчизняного виробництва, а також відомі матеріали та пристрої, що підтверджує промислову придатність електрода, який заявляється.Domestically produced equipment, as well as well-known materials and devices are used for the production of the bottom electrode of the DC furnace that is claimed, which confirms the industrial suitability of the electrode that is claimed.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201311237U UA87613U (en) | 2013-09-20 | 2013-09-20 | Dc furnace bottom electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201311237U UA87613U (en) | 2013-09-20 | 2013-09-20 | Dc furnace bottom electrode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA87613U true UA87613U (en) | 2014-02-10 |
Family
ID=56266718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201311237U UA87613U (en) | 2013-09-20 | 2013-09-20 | Dc furnace bottom electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA87613U (en) |
-
2013
- 2013-09-20 UA UAU201311237U patent/UA87613U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107690206B (en) | Heating electrode structure and heating device | |
| US2964679A (en) | Arc plasma generator | |
| UA87613U (en) | Dc furnace bottom electrode | |
| KR20140036268A (en) | Furnace for glass base material | |
| CA2082000C (en) | Anode for a direct-current electric arc furnace | |
| CN102230191B (en) | Method for separately leading out single-sided current in aluminum electrolytic cell | |
| RU2550983C1 (en) | Ore-thermal furnace with hot hearth and high-current lead | |
| CN101720145B (en) | Insulated part of self-baking electrode protection device and insulated material | |
| RU2598421C1 (en) | Dc arc furnace | |
| CN212720792U (en) | Dangerous section compensation type metal heating body for vacuum resistance furnace | |
| CN204550734U (en) | The coupling device of a kind of graphite anode and busbar | |
| WO2019140819A1 (en) | Method for designing electrode diameter and furnace shell shape of two-phase direct-current (dc) fused magnesia furnace | |
| EP3225080B1 (en) | Direct current electric arc furnace for metallurgical plant | |
| CN101736136B (en) | Top-buried type salt bath furnace started by working electrodes | |
| CN202380106U (en) | Graphite anode | |
| US9968000B2 (en) | Arrangement for cooling channels in an electrode system | |
| CN212573022U (en) | Calcium carbide furnace electrode holder device | |
| IT201900006433A1 (en) | HEATING APPARATUS FOR METALLIC PRODUCTS | |
| CN214115358U (en) | Kiln structure suitable for basalt fiber production | |
| CN106196591A (en) | High-temperature gas electric heating tube | |
| RU161578U1 (en) | DC ELECTRIC ARC FURNACE | |
| Makarov et al. | Energy saving for steelmaking in plasma-arc furnaces | |
| US1467044A (en) | Electric furnace | |
| CN205622909U (en) | Hot stove electrode feeder equipment in modified ore deposit | |
| US2915573A (en) | Electrode holder for electric smelting furnace |