Способ защиты электродовдуговой печи ot окисления

и 1 810833 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соие Советских Социалистических Республик(088.8) по делам изебрее и открытий опубликования описания 07.03.81 72) Авторы изобретения В. К Елимов, В. А, СаИ, Аренкин, Я.альный орденасследовательски утин, А. Г. Саленек, Г, И, ЕГильдебрандт и ф. К. Гафудового Красного Знамениинститут черной металлурИ, П. Бардина научйо- "=,:;.:,иел т(71) Заявитель ЪЕКТРОДОВ ДУГОВОЙ ПЕЧИСЛ ЕНИЯ Изобретение относи черной металлургии, конкретнее к зводству стали различного назначени говых электро- печах.Известен способ уплотнения околоэлектродных отверстий дуговых печей за счет подачи защитного газа в промежуток электрод - экономайзер 1.Газодинамическое устройство, применяемое в известном способе, формирует поток 1 О защитного газа, направленный в рабочее пространство печи. Направленный поток защитного газа, выходящий под давлением, энжектирует воздух атмосферы, находящийся в околоэлектродной области и пре пятствует выделению печных газов, но протягивает большое количество воздуха-окислителя непосредственно по раскаленной поверхности графитированных электродов, что приводит к окислению электродов. 20Для надежного предотвращения выбивания печных газов из печи особенно при подъеме электродов расход газа, оптимальный в остальные технологические моменты плавки, должен быть увеличен, поскольку увеличивается зазор электрод в св или электрод в экономайз из-за конусности окисленных электродов, В связи с этим окисление электродов возрастает. Кроме того, поступление энжектируемого воздуха тся к прои явдув печное пространство печи приводит к окислению легирующих элементов металла и раскислителей особеннопорошкообразных ферросилиция, алюминия, силикокальция, вводимых в печное пространство для раскпсления шлака. Ухудшается также стойкость стен и свода дуговых печей. Увеличивается расход электроэнергии.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является способ уплотнения электродных отверстий в сводах дуговых сталеплавильных печей, по которому поток защитного газа (азот, природный газ, и др.) последовательно подают в газодинамическое уплотнительное устройство и зазор электрод в экономайз организованной струей, соосной электродам и направленной в рабочее пространство печи 2.Цель изобретения - уменьшение окисления электродов.Поставленная цель достигается за счет последовательной подачи в газодинамическое уплотнительное устройство и зазор электрод в св неокислительного газа организованной струей соосной электродам, направленной в рабочее пространство печи, причем при подъеме электродов в процессе плавки дополнительно создают струю газа противоположного направления и мопотон 810 ВЗЗно увелйчивают расход газа на 8 - 35% отпервоначального, а при опускании снижают до первоначального.Актуальность защиты электродов отокисления возрастает в связи с эксплуатацией и строительством в СССР мощных исверхмощных дуговых печей, работающихполностью на импортных графитированныхэлектродах из игольчатого кокса (поставкиФРГ, Японии, США).Технологические операции, связанные сподъемом раскаленных электродов дуговыхпечей (завалка шихты, заправка, ввод раскислптелей и легирующих мульдой и др,),обуславливают их окисление и, кроме того,разуплотняют электродные отверстия всводах печей, Нецелесообразность таких явлений возрастает в связи с интенсификацией электроплавки. Так повышение мощности трансформатора предопределяет повышенные плотности тока в электродах до28 - 35 А/см, что невозможно осуществитьна окисленных электродах из-за уменьшения их диаметра в связи с окислением, причем неравномерно по длине свечи,Увеличение скорости продувки ванныкислородом так же приводит к дополнительному окислению электродов и вследствие этого к снижению снимаемой с трансформатора активной полезной мощности.Увеличение зазора электрод в свод (илиэкономайзер) из-за окисления электродовприводит к ухудшению воздушного бассейна цеха,Газодинамическим моделированием иопытными плавками установлено, что приподъеме электродов дуговых печей нельзя,используя известный способ, простым увеличением расхода защитного газа существенно снизить их окисление (используя газодинамические устройства с направленным потоком газа в плавильное пространство печи). Окисление электродов существенно снижается при дополнительно созданном противопотоке, направленном вдольсвечи поднятых электродов, исключающемэнжекцию воздуха к околоэлектроднойзоне.Для печей различной емкости расход защитного газа при известном способе защиты составляет 400 - 2300 м/ч при давлении1 атм. Для создания эффективно защищаемого потока газа, направленного по свечеэлектрода вверх как показало газодинамическое моделирование достаточно увеличить расход (при подъеме электродов, на8 - 35"/ от известного, т. е. до 432 -3105 м/ч) и, таким образом, 32 в 8 м/чнаправить в виде противотока, Исключениеэнжекции воздуха околоэлектродной области и обеспечение контакта защитный газ -электрод по всей боковой поверхности электрода позволяет снизить окисление электродов на 30 - 60 . Увеличение расхода газа менее 8/ц не обеспечивает контакта за 5 1 О 1 г 20 25 30 35 45 5060 65 щитный газ - электрод по всей длине последнего, Увеличение расхода защитного газа более чем на 35/, не экономично и не изменяет надежности достигаемого контакта газ в электр при увеличении равном 35/оУвеличение расхода газа на 8 - 35/ц от первоначального для создания околоэлектродной защитной зоны достаточно для печей эксплуатируемой в настоящее время емкости и конструкции.Вариант 1. В процессе плавки стали в 100-тонной дуговой печи последовательно подают в первую секцию двухсекционного уплотнительного устройства и зазор электрод - свод защитный газ - азот цилиндрической струей, соосной электродам направленной в рабочее пространство печи. Расход газа 2300 м/ч. При подъеме электродов, с целью загрузки шихты через свод, монотонно подают газ в аз во вторую секцию устройства, увеличивая общий расход газа с 2300 м/ч до 3105 м/ч, т. е, на 35 . На каждые 100 мм подъема во вторую секцию устройства последовательно добавляют 80,5 м/ч газа. Общий подъем электродов составляет 1000 мм, а суммарное увеличение расхода азота - 805 м/ч. Вторая секция устройства имеет щелевое калиброванное отверстие шириной 3 мм, направленное соосно электроду, и формирует струю газа, направленную от зазора электрод в св вверх (к электрододержателю).В процессе всей плавки при подъеме электродов осуществляют описанные выше операции.Общее время подъема и опусканий элекродов за плавку составило 17 мин. Окисление электродов сократили на 30/с. Расход электродов снизили на 3,7 кг/т.Вариант 2. В процессе плавки стали в 50-тонной дуговой печи последовательно подают в первую секцию уплотнительного устройства и зазор электрод - свод защитный газ - природный цилиндрической струей, соосной электродам направленной в рабочее пространство печи с расходом 1800 м/ч. При подъеме электродов с целью отворачивания свода для заправки печи центробежной машиной во вторую секцию, имеющую кольцевую калиброванную щель 1,5 мм, под давлением 2,5 атм подают природный газ на каждые 100 мм подъема в количестве 25,2 м/ч. Подъем осуществляют на 1500 мм. Доводят, таким образом, общий расход газа подаваемого вниз и вверх до 2178 м/час, причем 378 м/час подают организованной полой струей вверх по боковой поверхности электродов. Аналогично осуществляют подачу защитного природного газа по всему периоду плавки - при каждом подъеме электродов.Общее время подъема и опускания электродов составило 23 мин (включая заправку печи и загрузку шихты через свод),810833 Формула изобретения 1. Металлург, 1978, Мо 8, с. 22.2. 1 ам же, с. 24 (прототип). Составитель А. Щербаков Техред А. Камышникова 1 орректор О. Тюрина Редактор С. Титова Заказ 5033 Изд. л 1 а 237 Тираж 634 Подписн 1 е11 ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыиц 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Типография, пр. Сапунова, 2 Окисление электродов сократили на 46%, расход на 3,0 кг/т.Вариант 3. В процессе плавки стали в 20-тонной дуговой печи последовательно подают в уплотнительное устройство 5 и зазор электрод - свод защитный газ - аргон струей, соосной электродам, направленной в рабочее пространство печи с расходом 400 мз/ч. При подъеме электродов с целью присадки мульдой кусковых ферро силиция, ферромарганца и алюминия поднимают электроды и в процессе подъема в щелевой зазор подают аргон под давлением 1,4 атм, Расход аргона для подачи струей, направленной вверх соосно электродам, 15 монотонно повышают на каждые 100 мм на 3,2 м/ч, Высота подъема электродов составила 1000 мм, а общее увеличение расхода газа составило 32 м/ч. Аналогично осуществляют подачу аргона по всему перио ду плавки при каждом подъеме электродов.Общее время подъемов и опусканий электродов составило 15 мин. Окисление электродов сократили на 60%. Расход электродов снизили на 2,4 кг/т.Проведенные опытные плавки в условиях ЭСПЦ УМЗ показали высокую эффективйость способа защиты электродов от окисления. При этом сокращается также выделение СО и СОа в атмосферу цеха, количество сколов и трещин электродов. Способ защиты электродов дуговой печи от окисления, включающий последовательную подачу в газодинамическое уплотнительное устройство и зазор электрод в св неокислительного газа организованной струей, соосной электродам, направленной в рабочее пространство печи, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения окисления электродов, в процессе плавки при подъеме электродов дополнительно создают струю газа противоположного направления, причем расход газа при этом монотонно увеличивают на 8 - 35/о от первоначального, а при опускании электродов уменьшают до первоначального. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе