Способ получения стали в электродуговых пецах

гСбиблиотека М":-,А Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАЙ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ2 Гасударственный иамит Совета Министров ССС по делам изооретений и открытий(45) Дата опубликования описания 02,07.7 Иностранцыапов Вълчев, Емил Панеев, Вельо Тодоров Вов Високомогилски и(НРБ)2) Авторы изобретени Александър ИордВасил ГеоргиевГеорги Александ талеев Нинов,елев,ордан Иванов Крьстеняков ятиец Беэиде(71) Заявител КТИ по черн ко(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЕЧ чение мет Изобретение относится к электрометаллургии стали. Известен способ, по которому ток подводят непосредственно к расплавленной стали через днОечи, причем в этом случае расплавленная сталь включена вэлектрическую цепь.Однако этот способ недостаточно надежен, Печи, эксплуатируемые при этом способе, не нашли промышленного применения.Известно, что с точки зрения электротермии дуга постоянного тока намного предпочтительней дуги переменного тока. В последнем случае одно и то же количество тепла выделяется у двух полюсов, в то время как в первом случае, т.е, при дуге постоянного тока, у анода тепла выделяется в несколько раз больше, чем у катода. Кроме того, дуга постоянного тока стабильнее дуги переменного тока.Однако в настоящее время сталь не по 2 лучают в печах постоянното тока, поскольку известные конструкции дуговых печей переменного тока не обеспечивают каких либо преимуществ при применении постоянного тоха. 25 Кроме того, в современных мощных и сверхмощных печах соединение источника постоянного тока с железными материалами. т.е. расплавленной сталью, не может быть осуществлено способом, по которому ток непосредственно через дно печи подводят к железным материалам, которые включены в электрическую цепь. В настоящем описании термин "железные материалыф охватывает все металлические материалы загружаемые в дуговую печь, например, такие, как стальной лом (включая лом высоколегированных стальных сплавов губчатое железо, металлизованные окатыши ферросплавы, легирующие материалы и т.д,Белью изобретения является обеспечение получения стали постоянным током, а также надежной в работе дуговой печи постоянного тока для осуществления спи соба, в которой положительный полюс источника постоянного тока в течение плавки надежно соединяется с железными материалами и с расплавленной сталью в тевллургических процессов (окисление, легирование, очистка и т д.).Для этого предлагается способ, по которому получение стали осуществляют припомощи дуг, получаемых одним или болееподвижными углеродными катодами, соединенными в течение всей плавки с отрицательными полюсами источника постоянного тока одним или более плавильнымианодами, соединенными во время плавления положительными полюсами источниковпостоянного тока и прижатыми к твердым 10железным материалам. Горение дуги проис.ходит между подвижными углеродными катодами и железными материалами, а затеммежду этими катодами и расплавленнойсталью. После покрытия дна печи расплав- рленной сталью положительные полюса источника постоянного тока соединяют с од-.ним или более металлическими водоохлаждаемыми нроцессными анодами, находящимисяв контакте с расплавленной сталью такимобразом, что до конца плавки дуги горяттолько подвижными углеродными катодамии расплавленной сталью.Термин "углеродные катоды означаеткатоды из углеродсодержащего материала, щпо которым ток поступает в печь и которые соединены с отрицательными полюсамиисточников постоянногб тока.Термин "подвижные плавильные анодывключает подвижные электроды, соединяе- щмые в течение плавления с положительными полюсами источников постоянного тока,которые находятся в постоянном электрическом контакте с железными материалами,Под металическими водоохлаждаемыми ЗЭпроцессными анодами" понимаются водоохлаждаемые электроды, соединяемые приосуществлении металлургических процессов(окислительный период, восстановительныйпериод и т.,". с положительными полюсамИ 40источников постоянного тока и находящиеся в постоянном электрическом контактес расплавленной сталью,Йуговая печь для осуществления предложенного способа состоит из дна, стенок 45и свода. В отверстия свода вставлены подвижные углеродные катоды, каждый из которых связан с соответствующим приводом. Катоды через выключатели соединеныс отрицательными полюсами источников 50В отверстия, расположенные над уровнем порога загрузочного окна, вставленыодин или более подвижных плавильныхаыдов, связанных с устройством, поджи- ббмающим их к железным материалам. Этианоды через выключатели соединены с положительными полюсами источников постоянного тока.Плавильные аноды могут быть изготов лены известными способами (утлеродныеэлектроды, металлические водоохлаждаемые электроды или металлические водоох-лаждаемые электроды с соответствующимиэлектропроводными колпачками),Г 1 ечь снабжена металлическими водоохлаждаемыми процессными анодами, контактирующими с расплавленной сталью и соединенными с положительными полюсамиисточников постоянного тока. Аноды неподвижны и вмонтированы в стенки печи таким образом, что их передняя часть находится ниже порога загрузочного окна, аводоохлаждаемая часть внутри стенок,Имеет смысл использовать дуговуюпечь с подвижными водоохлаждаемыми анодами. В этом случае их вставляют в печьчерез отверстия, расположенные над уровнем порога эавалочного окна, и связываютс приводом, который может перемещатьаноды до тех пор, пока их передняя частьне достигнет уровня ниже порога завалочного окна. Они могут также при помощипривода перемещаться до тех порпока ихпередняя часть не скроется в отверстияхстенок печи.Подвижные плавильные аноды и металлические водоохлаждаемые аноды электрически изолированы от корпуса печи или, будучи запараллеленными, соединены с корпусом печи, Как подвижные углеродные катоды, так и подвижные плавильные анодыизготавливают иэ углеродсодержащего материала и предусматривают их с защитнымпокрытием, с целью предотвращения окисления их боковой поверхности,Преимуществом предложенного способаявляется также значительное уменьшениерасхода электродов, так как расход углеродного материала на катоде значительноменьше, чем расход этого материала пригорении дуги переменного тока, и меньше,чем расход этого материала на аноде,Кроме того, в результате выделения большей части тепла в расплавленной сталитемпература стенок и свода печи намного ниже температуры металла, что увеличивает срок их службы и снижает расходогнеупорных материалов. Более благоприятное распределение тепла в электрическойдуге компенсирует электрические потерив токовыпряд 1 ителях и позволяет эконсмить электроэнергию,На чертеже представлен вертикальныйразрез дуговой печи с подвижным плавилсяным анодом, вставляемым в печь черезотверстие в стенке печи, металлическимиводоохлвждаемыми процессными анодами,горизонтально вмонтированными е стенкупечи,55 7109 Тираж 693 ГолнисногЗаказ 1009/5 фи,:яз." атпт жгород, ул. Проектная В печь загружают железные материалы 1, Выключатели 2 и 3 вклкчаются выключатель 4 остается выключенным, Посредством привода 5 плавильный анод 6 перемещается вниз и прижимается с постоянным усилием к железным материалам 1. Затем начинается нижнее перемещение утлеродного катода 7, которое продолжается до тех пор, пока он не достигнет железных материалов 1 и не появится дуга 8, Плавка происходит обычным путем. Подвижный катод 7 опускается, прорезая колодец в железных материалах 1 и останавливается около дна 9 печи. Тем временем под ним образуется расплавленная сталь 10, По ходу плавки количество расплавленной стали 10 увеличивается и одновременно железные материалы 1 постепенно опускаются ниже и ниже, Перемещаемый приводом 5 подвижный плавильный анод 6 следует за опускающимися железными материалами 1, постоянно находясь с ними в электрическом контакте. Длительное горение дуги у плавильного анода 6 совершенно неприемлемо, Под действием электромагнитных сил дуга искривляется в противоположном направлении от. места контакта плавильного анода, У загрузочного окна плавится больше железных материалов, чему плавильного анода 6,Печь в зависимости от условий может загружаться железными матеГивлами один,два или несколько раз,Плавку описываемым способом продолжают до тех пор, пока в печи не накопится достаточного количества расплавленнойстали 10, т.е. такое количество, при котором ее уровень будет выше контактирующихс ней передних участков процессшях анодов11, Затем положительный полюс источникаро тока 12 отсоединяют от плавильного анода 6 и анод при помощи привода 5 поднимают выше свода 13 печи, после чегоэлектродные отверстия в печи соответствующим образом закрывают. Положительныйр полюс источника 12 постоянного тока соединяют с процессными анодами,Формула изобретенияСпособ получения стали в электродуго- З) вых печах, заключающийся в заввлке шихты и проплавлении ее с пропусканием постоянного тока, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью снижения расхода элект родов и огнеупоров в начальный период 25 плавки ток пропускают между углеродными катодами и прижатыми к твердой шихте анодами, а после появления жидкой металлической ванны на дне печи ток пропускают между углеродными катодами и анодами, 30 контактирующими с жидким расплавом, такчто между катодами и шихтой горит дуга.