Дуговая печь

Дуговая печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пате. "но те .н;, еоная б. usia B а t l 5À

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республнк ии6475т2

„К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13. 12. 73(23) 1952680/

/1 978 48 5/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл

F27 В 1/08

С 21 С 5/12

Гасударственный «аынтет

СССР аа данам извврвтвний и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.02,7цБюллетень М 6 (53) УДК 669.187, .2(088,8) Дата опубликования описания18 02 79

И нос транпы

Александр Йорданов Вьлчев, Емнл Панталеев Нинов, Васил Георгиев Пеев, Вельо Тодоров Велев, Георги Александров Внсокомогнлски и Йордан Иванов Крьстеняков

{НГВ)

Иностранное предпрнятне

НИПКТИ по Черна Металлургня Вотунец Безнде Софкйско» (НГ В) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДУГОВАЯ. ПЕЧЬ

Изобретение относится к области черной металлургии, к разделу дуговых печей для получения стали.

Известна печь для получения стали, содержащая днище, стенки с отверстиями, че- S рез которые в пространство печи в зону расплава введены электроды, соединенные с источником тока, и свод с бтверстиями, через которые в пространство печи введены углеродные электроды, соединенные с источником постоянного тока fl}.

С точки зрения электротермни дуга по-. стоянного тока намного предпочтительней дуги переменного тока . В последнем случае одно и то же количество тепла выделяется у двух полюсов, в то время как при дуге т5 постоянного тока у айода тепла выделяется в несколько раз больше, чем у катода.

Кроме того, дуга постояйного тока стабильнее дуги переменного тока.

Цель изобретения — создание надежной в работе дуговой печи постоянного тока, в которой положительный полюс источника постоянного тока в течение всей плавки надежно соединяется с . железлымн материалами и с расплавленной сталью в течение металлургических процессов (окислительный .период, восстановительный период и т. д.).

Предлагаемая дуговая печь состоит нз . дна, стенок и свода. В отверстия свода вставлены подвижные углеродные катоды, каждый нз которых связан с соответствующим— движущим устройством. катоды через выключатели соединены с отрицательными полюсами источников постоянного тока.

В отверстия, расположенные над порогом. загрузочного окна, вставлены один или более подвижных плавильных анодов, связанных с устройством, поджимающим их к железным материалам. Эти аноды через соответствующие выключатели соединены с положительными полюсами йсточников постоянного тока, Плавильные аноды могут быть изготовлены известными способами {углеродиые электроды, металлические водоохлаждаемые электроды, или металлические водоохлаждаемые электроды с соответствующими электропроводными коЛпачками), Предлагаемая печь снабжена металлическими водоохлаждаемыми анодами, контактирующими с расплавленной сталью и

647512

"соединенными с полбжительными полюсами источников постоянного тока. Металличес"кие водоохлаждаемые аноды неподвижны и вмонтированы в стенки печи таким образом что их передйяя часть находится ниже порога загрузочного окна, а водоохлаждаемая часть — внутри упомянутых стенок.

Водоохлаждаемые металлические аноды могут быть выполнены подвижными. В этом случае их вставляют в печь через отверстия, расположенные над порогом загрузочного окна, и связывают с приводным устройством, которое может керемещать аноды" до тех riop; пока их передняя часть ке достигнет уровня ниже порога загрузочного окна. Они также с помощью упомянутого устройства могут перемещаться назад до тех пор, пока их передняя часть йе скроется в отверстиях стенок печи.

Подвижные плавильные аноды и метал"лические водоохлаждаемые аноды электри.чески изолированы от корпуса печи или будучи запараллеленными соединены с корпусом печи, Как подвижные углероднИе катоды, так и подвижные плавильнь1е аноды; изготовленные из углеродного материала, покрывают защитным покрытием с целью предотвращения окисления их боковой поверх ности.

На фиг, 1 и 2 представлена дуговая печь с одним плавильным подвижным анодом, введенным и печь-через ее свод в период

-плавления железных материалов, вертикальный и горизонтальны"; на фиг. 3— та же печь, ио после расплавления желез ных материалов, т. е. ка стадии металлургических процессов, — вертикальный разрез; на фиг. 4 и 5 — дуговая печь с двумя под"вижными плавильными акодами, введенными в печь через отверстия в стенках печи, и четырьмя металлическими водоохлаждаемыми процессными анодами, горизонтально вмонтированными в стенки печи, вертикальный разрез и вид сверху; на фиг. 6 — та же печь на стадии металлургических процессов, вертикальный разрез; на фиг. 7 и 8— дуговая печь с тремя подвижными плавиль нйми анодами и тремя металлическймй во""доохлаждаемыми процессными анодами; вертикальный разрез и вид сверху; на фиг. 9— та же печь на стадии металлургических процессов, вертикальный разрез; на фиг. 10и ll дуговая печь с тремя подвижными углеродными катодами, вставленными через свод печи, и тремя подвижными металлическими водоохлаждаемыми процессными анодами

:на стадии металлических процессов; вертикальный разрез и вид сверху; ка фиг. 12—

" схема цепи"соединения катодов с источниками постоянного тока, На.фиг. 1 показана дуговая печь постоянного тока, снабженная одним подвижным углеродным катодом 1„введенным. в пространство 2 печи через ее свод 3. Катод l с помощью приводи го устройства 4 может перемещаться вверх. и вниз. Через свод 3 в пространство 2 вводится также один плавильный анод 5,. связанный с приводным устройством 6, предназначенным для пере5 мещения анода 5 вверх и вниз, и для прижатия его к шихтовым материалам 7 с постоянным усилием. В стенки 8 печи вмон-.. тированы водоохлаждаемые аноды 9, расположенные под углом к горизонтали таким образом, чтобы их передние части находились на уровне нйже порога загрузочного окна 10, но выше дна 11. печи. Наружная

"" часть анодов 9, расположенная в стенках 8 печи, охлаждается водой. Кроме этого,, у

- входа анодов 9 в стенку печи установлены

1 " водоохлаждаемые рубашки 12.

Отрицательный полюс источника 13 постоянного тока" через выключатель 14 соедкняется с подвижным углеродным катодом

1, а положительный полюс источника 13 через выключатель 15 можно соединить с подвижнйм плавильным анодом 5 и через выключатель 16 — с тремя водоохлаждае-. мыми металлическйми анодами 9, причем последние расположены под углом 120 друг к другу.

Описываемая печь работает следующим образом.

В печь загружают шихтовые материалы 7. .Выключатели 15 и 14 включаются, выключатель 16 остается выключенным, Посредством приводного устройства 6 плавильный зо анод 5 перемещается вниз и прижимается

: с постоянным усилием к шихтовым материалам 7. Затем начинается перемещение углеродного катода I которое продолжается до тех пор, пока он не достигнет шихтовых материалов 7 и не появится дуга 17. Плав35 ка происходит обычным путем — подвижный катод 1 проходит через шихтовые материалы 7 и приближается к дну ll печи.

Под катодом 1 образуется расплавленная сталь 18. По ходу плавки количество рас- плавленной стали увеличивается, а шихтовые материалы 7 постепенно опускаются.

Перемещаемый приводным устройством 6 подвижный плавильный анод 5 опускается за шихтовыми материалами 7, постоянно . находясь с ними в электрическом контакте.

45 Длительное горение дуги у плавильного анода 5 недопустимо. Под действием «электро- магнитного ветра» дуга искривляется в противопеложном направлении от места контакта плавильного анода.

Как видно на фиг, 1 и 2 у загрузочного окка плавится больше шихтовых материа-, лов 7, чем у плавильного анода 5.

Печь, в зависимости от условий, может загружаться шихтовыми материалами один, ! два илп несколько раз..

Плавку описываемым способом .продолжают до тех пор, пока в печи ке накопится достаточное количество расплавленной стали

18, т. е. такое количество, при котором ее уровень будет выше контактирующих с ней

6475 2 передних участков анодов 9. Зятем положительный полюс источника 13 постоянного тока отсоединяют от плавильного анода 5, анод 5 с помощью приводного устройства 6 поднимают выше свода 3 печи, после чего электродные отверстия в печи соответству-, ющими спос обо м з акры в а ют.

Положительный полюс источника 13 через выключатель 16 соединяют с тремя запараллелснными анодами 9. Благодаря сим метричному расположению анодов 9 дуга !7 будет гореть перпендикулярно расплавленной стали 1-8. в результате чего тепловая нагрузка на стенки 8 печи оудет равномерной.

Dance осуществляют металлургическую обработку, получая требуемый химический состав стали и температуру. Затем ток отключают и сталь выпускают из печи.

Печь может быть снабжена двумя плавильными анодами 5 (см. фиг. 4, 5 и 6), которые вставляют в пространство 2 печи. через отверстия в стенках на уровне, находящемся выше порога загрузочного окна.

Аноды 5 связаны.с приводным устройством 6 перемещающим их внутрь печи и обратно, а также прижимавшим их с постоянным усилием к шихтовым материалам 7.

Предусмотрено также выполнение печи с четырьмя металлическими водоохлаждаемыми анодами 9, горизонтально вмонтированными в стенку 8 печи. Два плавильных анода 5 расположены симметрично под углом 180 - и под одинаковым наклоном (см. фиг. 5). Как показано на фиг. 6 аноды 5 расположены на уровне, находящемся выше порога загрузочного окна 10. Аноды 9 расположены симметрично под углом 90 друг к другу. Каждый плавильный анод 5 может быть соединен с положительным полюсом источника 13 постоянного тока через отдельный выключатель 15, а каждый анод

9 — через отдельный выключатель l 6.

Способ получения стали осуществляют так же как описано выше. Во время плавки подвижный углеродный катод 1 и два подвижных плавильных анода 5 соединены с источником постоянного тока. На этой стадии четыре анода 9 должны быть отключены от источника постоянного тока. К концу плавки плавильные аноды 5 посредством выключателей !5 отключают от источника тока и поднимают, по крайней мере, до утапливания в стенках 8 печи. Затем четыре анода 9 соединяют через выключатели !6 с положительным полюсом источника 13 постоянного тока и осущест- вляют металлургическую обработку стали.

Все аноды (плавильные аноды 5 и аноды 9) предусмотрены с собственными отдельными выключателями 15 и 16, что дает возможность путем включения и выключения отдельных анодов направлять электрическую дугу 17 в нужном направлении. Это направление. противоположно соединению

10 положительного полюса источника 13 постоянного тока с железными материалами 7. или расплавленной сталью 18.

Печь, показанная на фиг. ?, снабжена одним подвижным углеродным катодом l, тремя подвижными плавильными анодами

5, связанными с приводными устройствами

6 и с тремя металлическими водоохлаждаемыми анодами 9, связанными с приводными устройствами 19, Плавильные аноды 5 и аноды 9 вводят в печь через одни и те же отверстия. Упомянутые три отверстия располагаются в стенках печи на уровне, находящемся выше порога загрузочного окна 10, На фиг. 7 и 8 показано соединение плавильных анодов 5 с положительным полюсом источника 13 постоянного тока, осуществляемое через выключатель 15. (Ha фиг. 7 и 8 аноды 9 и выключатель 16 не показаны).

К концу плавки ток отключают и аноды

5 выводят из печи. Затем через те же отверстия в печь вводят три металлических водоо хл а ждаем ы х анода 9, что осу ществляют с помощью приводного устройства 19, причем нх вводят в печь на такое расстояние, чтобы их передний конец 20 располагался ниже порога загрузочного окна 10, чтобы они были достаточно погружены в расплавленную сталь 8. Затем посредством выключателя 16 аноды 9 соединяют с зО источником 13 постоянного тока и начинают осуществлять металлическую обработку стали. (Иа фиг. 9 плавильные аноды

5 и выключатель 15 не показаны).

На фиг. 10 показана печь с тремя подвижными углеродными катодами 1, введенными в печь через три отверстия в своде 3. Подвижные плавильные анолы 5 вводят в печь через три отверстия, расположенные на уровне, находящемся выше порога загрузочного окна !О, причем в эти

4О же отверстия затем вводят подвижные водоохлаждаемые аноды 9. 3о получения расплавленной стали каждый углеродный катод и каждый плавильный анод 5 питается от отдельного источника 13 постоянного тока, После получения расплавленной стали источник 13 соединяют таким же образом, но с анодом 9.

На фиг. 11 показано соединение катодов 1 и анодов 9, расположенных противоположно друг другу и питаемых одним и тем же источником тока !3. В этом случае

50 дуги !7 скривлены к центру печи, как показайо на фиг. 10. Плавку осуществляют так же, как и в печи, показанной на фиг, 7.

На фиг. 12 показана электрическая цепь соединения катодов и анодов. В этом случае печь предуомотрена с тремя подвижными углеродными катодами !, тремя плавильными анодами 5 и тремя анодами 9. На чертеже аноды 5 и 9, показанные в одном положении, обозначены одним номером, так

47512

Ю

i.

l как все типы анодов не могут применяться . одновременно.

На фнг. 12 видно, что каждый отрицательный псФ!ос источников постоянного тока может йть соединен с одним нлн несколькими катодами. То же можно сказать о гголожнтельных полюсах нсточйика !3 постоянного тока и об анодах 5 н 9.

По схеме фнг. 1.2 показано несколько возможностей ее включения с целью направления одной или более дуг 17 в требуемом направлении. В случае стандартных источ. ников постоянного тока, имеющих понижающиеся вольтамперные характеристики, соединение более одного катода с одним источником 13 постоянного тока не имеет смысла, поскольку один источник тока этого типа. не может поддерживать более одной дуги. Это не относится к анодам, где приемлема любая комбннацйя и: включения, В случае использования йекоторых источников постоянного тока (например ти- па с постоянными характеристиками) можно отрицательный полюс источника постоянного тока соединять с одйим, двумя нли более катодами, С целью осуществления плавки выключатели 14 и выключатели !5 включают. Электрические дуги у всех катодов 1 начравленьг вертикально. После расплавления железных материалов в центре печи выключатели 15 выключают. Затем . электрй гескне дуги направляют в сторону стенок печи с целью интенсификации плав кй в этих зонах.

В конце плавки выключатели 15 выключают, плавильные аноды 5 удаляют из печи, а аноды 9 погружают в расплавленную сталь. Выключатели 16 включают н дуги направляют к центру печи., Таким образом предотвращается пережег стенок прн осуществлении металлургической обработки.

Форму.га изобретения

1. Дуговая печь для получения стали, содержащая днище, стенки с отверстиями, через которые в пространство печи в зону расплава введены электроды, соединенные с источником тока, и свод с отверстиями, через которые в прострайство печи введены

% углеродные электроды, соединенные с источником постоянного тока, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения надежности, работы печи на постоянном токе, печь снабжена одним нли более плавильными анодами, введенными в пространство печи через отверстия, выполненные выше порога загрузочного окна и связанными с анодами устройством, прижимающим их к шихтовым материалам, углеродные электроды соединены с дополнительно введенным механнз1 мам нх перемещения и с отрицательными полюсами источников постоянного тока, а введенные через отверстия в стенках электроды выполнены металлическими водоохлаждаемымн и соединены с положительными полюсами источников постоянного тока.

2. Лечь по п. 1, отличающаяся тем, что металлические водоохлаждаемые аноды

""стационарно вмонтированы в стенки печи, причем нх обращенные к рабочему прост25 ранству печи концы расположены ниже порога загрузочного окна, 3. Печь rro;r. 1, отличающаяся тем, что металлические водоохлаждаемые аноды соединены с приводом перемещения.

4. Печь по и. 1, отличающаяся тем, что подвижные плавильные аноды и металлические волрохлаждаемые" аноды электрически изолированы от корпуса печи.

5. Печь по п. I, отличающаяся тем, что

З подвижные плавильные аноды и металлические водоохлаждаемые аноды запараллелены и электрически соединены с корпусом печи.

Источники информации, принятые во внн4в манне прн экспертизе ,1. Вочке И, Электрическая плавильная печь. Л.— М., 1936, с. 213, рис. 61.

647512

4-Д

Жа. ft

f

Составитель Л. Веревкина

Редактор Э. Шибаева Техред,О. Луговая Корректор И. Муска

Заказ 285/32 Тираж 695 Подписное

БНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам . изобретений и огкрьеий !! 3035, МоскВа, Ж-35, . Раугвская иаб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4