Электродуговая печь прямого действия

Электродуговая печь прямого действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<111 894314

Союз Советских

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (о1) Дополнительное к ввт. саид-ву " (22) Заявлено 111179 (21) 28376 35/22-02 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет (51) Ц. Кл.

F 27 D 1/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретекий и открытий

Опубликовано. 30.1 281. Ь оллетень Hо48 5З) У В 621. 365 ° 2 (088. 8) Дата опубликования описания 30.128 1.

В.A ° Èçìàéëoâ, Р.М.Фридлянский, О.С.Краковяк, О.Л.Яковлева, В.A.Øàáàíoâ, Л.Ф.Вьюгин, В.Н.Гутов, A.È.Ñóâîðîâ и Б.И.Сергеев

1, ) 1

Государственный научно-исследовательский: и проектный институт сплавов и обработки цветных металлов и Ленинградс)сое производственное объединенне Красный Выборжец (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ ПЕЧЬ ПРЯНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к конструкции электродуговых печей прямого действия.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция электродуговой печи, включающая огнеупорную футеровку ванны с конфигурацией откосов в форме обратного усеченного кругового конуса с вершиной, лежащей на оси печи в вертикальной плоскости, которая проходит через центры основания конуса и выпускного отверстия. При этом откос в этой плоскости со стороны выпускного отверстия выполнен под углом 40-55 к горизонтальной плоскости.

Этот угол определяется углом естественного откоса заправочного ма.териала и углом максимального наклона печи для полного слива металла $1) . укаэанная конфигурация ванны разработана применительно к печам, предназначенным для ведения активного металлургического процесса, включающего закалку шихты, удаление (окисление) примесей из расплава и последующее его рафинирование (диффузионное раскисленне). В этом случае для успешного протекания окислительно-восстановительных реакций на границе металлическая ванна — шлак величина поверхности ванны (точнее ее удельное значение) должна быть достаточно большой.

В электродуговых печах на машиностроительных заводах и заводах по обработке цветных металлов производят выплавку стали и сплавов, в том числе на медной основе, используя в шихте до 100% отходов собственно15 го производства, скрап и бракованный металл. В этом.. случае,по существу, отпадает необходимость в ведении активного металлургического процесса и важным становится сохранение леги20 рующих компонентов в шихте, для чего необходимо по возможности уменьшить поверхность ванны. ПоэтомУ традиционная конфигурация ванны для ведения . переплавного процесса не является оптимальной.

Более того, и это самое главное, такая конфигурация ванны практически не позволяет успешно решать задачу повышения производительности действуЗО ющих печей. Эта задача имеет общее

3 значение для всех печей, но ее наиболее трудно решать для печей, ведущих переплавной процесс, так как н этом случае отсутствует возможность интенсификации процесса путем продувки

Кислорода нз-за повышенного угара легирующих. 5

При известной конфигурации откосов ванны (н ниде усеченного кругового конуса) имеется по сущес гзу только единственная возможность уве" личения объема ванны - это увеличение ее глубины. Отметим, что диаметр ванны в верхней ее части нельзя увеличить из-за опасности снижения стойкости футеровки, поскольку на этом уровне футеровка ванны имеет наименьшую толщину, а работает в наихудших тепловых Условиях и взаимодейств eт с агрессивHыъяг шлаками, Увеличить диаметр ванны в нижней ее части также нельзя, поскольку при 2О этом изменится угол наклона откосов наины и не позволит полностью слить металл из печи.

Что же касается увеличения глубины ванны, то этот путь малоэффективен и весьма ограничен, Первое обусловлено тем,что при геометрии изнестного усеченного кругового конуса увеличение его высоты в сторону меньшего основания дает малый прирост об ьема. З0

Так, повышение глубины ванны печи

ДСП-1, 5 на 20 Ъ увеличивает ее объем на 11%, причем прирост объема постоянно снижается. Ограничение по глубине ванны (даже не принимая во внима35 ние снижение стойкости футеровки с уменьшением толщины подины) обусловлено тем, что в указанных печах с верхним обогревом наблюдается заметная температурная неоднородность ванны. Она резко возрастает с увели- ® чением глубины ванны и при черезмерной глубине образуется козел (нерасплавляемая часть ванны) . Последние моменты особенно опасны в печах, работающих переплавным процессом, поскольку в этом случае, во-первых, из-за отсутствия окнслнтельно-восстановительных реакций отсутствует принудительное перемешивание ванны и ныравнивание температу- gg ры по глубине; во-вторых, усиленный перегрев верхних слоев металла в ванне способствует повышенному угару легирующих.

Таким образом, известная конфигурация откосов ванны в виде усеченного кругового конуса не позволяет увеличить объем .ванны без увеличения ее, глубины, а в случае увеличения последней прирост объема ванны оказывается небольшим. Кроме того, она 60 не позволяет снизить удельную поверхность ванны без умейьшения объема или увеличбния ее глубины.

Целью изобретения является повышение объема ванны без увеличения 65 ее глубины, а также снижение удельной понерхности ванны без уменьшения ее объема.

Поставленная цель достигается т м, что в электродуговой печи прямого действия, содержащей огнеупорную футеровку ванны с конФигурацией откосон н форме обратного усеченного кругового конуса с вершиной, лежащей в. вертикальной плоскости, которая проходит через центры основания конуса и выпускного отверстия, при этом откос в этой плоскости со стороны выпускного отверстия выполнен под углом 40-55 к горизонтальной плоскости, откосы ванны печи выполнены с конфигурацией в форме обратного усеченного наклонного кону са с углом наклона откоса, противолежащего откосу у выпускного отверстия, равным 45-90 .

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

Предлагаемая конструкция печи выполнена следующим образом.

Откосы наины АОВСО D (фиг. 1) выполнены в виде обратного усеченного наклонного конуса. Угол ф между откосом BC co стороны выпускного отверстчя и плоскостью основания составляет 40-55, что обеспечивает полный слив расплава из печи; угол г между противоположным откосом АО и плоскостью основания составляет

45-90", при этом угол наклона (a, ) оси конуса к его основанию составляет 59-82

Указанные пределы угла наклона выбирают исходяиз следующего: верхний предел 90 выбирается нз условия получения максимального объема ванны при заданной ее глубине и отсутствия объемов ванны с нависающими откосами. Следовательно, треугольник

АВй (фиг. 2) должен быть прямоугольным, а соотношение углов d. u может быть определено из треугольников ABR и AOR è равно tg cL=2tg р.

При выборе нижней границы угла у считают, что предлагаемая конфигурация откосов ванны должна обеспечивать увеличение ее объема по сравнению с известной как минимум на 5В..

Этот прирост объема обеспечивается выкладкой ванны печей емкостью до

30 т при минимальном угле ф равным

40 в форме наклонного, усеченного конуса с углом р равным 45 . Для печей емкостью 30-100 т при Я рывном

50 угол р" равен 55 . Следовательно, минимальное значение угла г должно о превышать значение угла J3 на 5 . В практических условиях определение угла должно производиться н указан— ных пределах 45-90 с учетом емкости печи и угла(, технологических требований к весу плавки, глубине ванны, ее удельной поверхности и т.д.

Кладка откосов осуществляется следующим образом.

Центры кругов каждого ряда кирпичей смещены относительно верти.кальной оси печи в противоположную от выпускного отверстия сторону на (9-Ф(п- (Д. с (ao- (), диаметры этих кругов рассчитаны по формулам

»)»It+ I»)

D-1(»-а")»-"),) g.»;,»

» i n I d» Т )

I)-l(» t)"I )»)»с» y )»

894314 ного отверстия составляет 45о, а угол г наклона противоположного откоса. составляет 81 . Диаметр ванны снижают на 7%.

Это позволяет,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

8оо, а циркония на 5 относ.%, снизить расход древесного угля для покрова ванны на 8%. Снижение диаметра ванны позволяет выложить стены с уклоном и благодаря этому увеличить стойкость стен, а следовательно, производительность на 6%. В итоге экономия по себестоимости составляет 8-10 р. на 1 т годного слитка. гдео)- толщина ряда кирпичей; п — номер ряда кирпичей от подины;;И

D — диаметр ванны печи.

Пример 1. Откосы ванны дуговой сталеплавильной печи емкостью

1,5. т выполняют в форме обратного усеченного кругового конуса без изменения диаметра большого основания и его глубины. Угол наклона образующей к основанию со стороны выпускного отверстия составляет 45, а угол наклона о противоположного откоса 75

Это позволяет 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 агрега- 35 та на 9%, снизить угар хрома при перегреве расплава на 10% относ.%, снизить расход древесного угля, выполняющего роль покровного материала ванны, на 10 %. 40

Пример 2. Откосы ванны печи выполняют в форме обратного усеченного кругового конуса без снижения глубины ванны. Угол р наклона образующей к основанию со стороны сливФормула изобретения

Электродуговая печь прямого действия, содержащая огнеупорную футеровку ванны с конфигурацией откосов в форме обратного усеченного кругового конуса с вершиной, лежащей в вертикагьной плоскости, которая проходит через центры основания конуса и выпускного отверстия, при этом откос в этой плоскости со стороны выпускного отверстия выполнен под углом 40-55О к горизонтальн00 плоскости, отличающаяся тем, что, с целью повышения объема ванны без увеличения ее глубины, а также снижения удельной поверхности ванны без уменьшения ее объема, откосы ванны печи выполнены с конфигурацией в форме обратного усеченного наклонного конуса с углом наклона откоса противолежащего откосу у выпускI о ного отверстия, равным 45-90

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зинуров И.Ф. и др. Дуговые сталеплавильные печи. Атлас. N., Металлургиздат 1978, с.8, 53-64.

894314

Составитель A.Ïðóññ

Редактор С.Тараненко ТехредЖ.Кастелевнч Корректор М.Коста

Заказ 11434/59 Тираж бб1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

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