Способ выплавки сплавов в дуговых электропечах

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиинСоцыалыстичвсиынРеспублик 1 1 ь 933722(51)М. Кл,(22) Заявлено 09.07.80 (2 ) 295 Й 080/22-02 С 21 С 5/52 Ркударетеениый квинтет СССВ иа делам изобретений и еткрь 1 тий.187.25 (088.8) Опубликовано 07.06. 82. Бюллетень яЪ 21 Дата опубликования описания 10,06,82) Автор иэобрете В.Я. Капелян непропетровский ордена Трудового Красн металлургический институт) Заявитель 54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СПЛАВОЭЛЕКТРОПЕЧАХ ВЬ а си 10 стй с присоединением заявки М(23)Приоритет Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовно при проектировании дуговых элекропечей с круглыми электродами, раположенными на печи по симметричноэлектрической схеме.В настоящее время на современныконструкциях печей электроды подключены к силовым трансформаторам пофиллярной или трехфазной схеме, Наиболее часто электроды ломаются вриод проплавления металлического лма от динамического действия дуги,переходящей с одного участка на дргой, и от уДаров о нерасплавленныйметалл.В круглых электродах из-за эффеблизости ток концетрируется на учаках, обращенных наружу симметричнобифиллярной или трехфазной системыВ центре электрической системы созется магнитное поле максимальнойнапряженности, которое способствуепоявлению ЭДС самоиндукции, направ ленной против общего направления то" каЭто создает предпосылки того, что ток смещается на участки с минимальной напряженностью от ЭДС само- индукции, т.е. на участки электродов максимально удаленных от центра симметричной электрической системы. Йо этим участкам проходит ток повышенной плотности, они перегреваются, что приводит к снижению термической стойкости электродов, повышению их расхода.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, включающий загрузку шихты, ее проплавление в электропечи с тремя электродами, подключенными к трехфазной сети переменного тока промышленной частоты (50 Гц) 11 .Недостатком указанного способа является пониженная механическая прочность и термостойкость, повышенный расход электродов.3 93372Цель изобретения - уменьшение расхода электродов, стабилизация дугового разряда путем упрочнения материала электродов.Указанная цель достигается тем,что согласно способу выплавки сплавов в дуговых злектропечах, включающему загрузку шихты и лома, последующее их проплавление и рафини"рование энергией переменного тока, 10выпуск сплава из печи, частоту токав электродах в период проплавления по-.вышают по сравнению с промышленнойчастотой в 2-3 раза. Для выравнивания температуры по периметру электродов реверсивно поворачивают вокругсвоей оси на угол 170-190 в течение всего периода плавки, причемскорость вращения их составляет0,001-0002 и/сек,РПредлагаемые параметры способа выбраны исходя из явления упрочненияграфита в переменном магнитном поле,Повышение частоты рабочего токав 2-3 раза (до 100-150 Гц) объясняется тем, что как показали .испытания,максимальное упрочнение графита наблюдается при частоте тока 150 Гц(т,е. при увеличении промышленнойчастоты в 3 раза).30При более высокой частоте матери"1ал почти йе увеличивает свою проч"ность, а при частоте, повышенной менее чем в 2 раза, прочность электрода недостаточна для безаварийной ра"35боты печи..При угле реверса менее 170 участок максимальной плотности тока неимеет возможности перемещаться по всему периметру электрода, вследствиечего снижается его термическая прочностьПоворачивать электрод на угол больше 1900 не позволяет конструкция короткой сети, При скорости вращения 45 ,большей 0,002 м(с наблюдаются полом" ки механизма вращения, при скорости меньшей 0,001 м/с не успевает выравниваться температура по периметру электрода. Для возможности повышения 50 частоты переменного тока до 150- 200 Гц после силового трансформатора устанавливается высокочастотный генератор. Дпя возможности вращения электродов вокруг своей оси на пло щадке крепления электродов устанавливаются реверсивные двигатели постоянного тока с редуктооами,2 4Работа по предлагаемому способу выплавки сплавов в дуговых злектропечах ведется следующим образом.После загрузки в печь шихты и металлического лома на электроды подают переменный ток с частотой 1 ОО" 150 Гц, т.е. повышением промышленной частоты в.,2-3 раза. За счет эфФекта упрочнения графита при повышении частоты магнитного поля стойкость электродов повышается. Реверсивное вращение электродов на угол 170-1900 со скоростью 0,001-0,002 м(с увеличивает термическую стойкость электродов. Это позволяет резко снизить простои из-за поломок электродов во время самого сложного и опасного периода плавки - проплавления шихты и лома. За периодом расплавления всей шихты следует период раФинирования расплава, т.е.очистка его от вредных примесей с добавкой легирующих элементов. Этот период отличается более стабильным электрическим режимом и его можно вести с подачей на электроды тока промышленной частоты. После рафинирований металл выливают в разливочный ковш, а затем. в изложницы.П р и м е р, В трехфазной дуговой электропечи 160 кВа с тремя графити рованными электродами диаметром 75 мм проводится сопоставление результатов плавок по предлагаемому способу и поизвестному при выплавке малофосфорис" того марганцевого шлака. В печь загружается "калоша" шихты весом 100 кг,После загрузки ее проплавляют причастоте тока на электродах в 1,5, 2, 25, 3 3,5 раза выше промышленной. частоты, т.е. при частотах 75, 100, 125, 150, 175 Гц. При рафинировке сплава электроды никогда не ломаются, поэтому ее проводят на токе промышленной частоты.Расход электродов на 1 т выплавляемого сплава при этом составляет соответственно, кг: 15,2, 14,3, 13,7, 12,8, 12,75 против расхода при прове.- дении всей плавки на промышленной частоте (50 Гц) в 16 кг.Оптимальной частотой тока в период расплавления шихты можно считать частоту 150 Гц, т.е. увеличение против промышленной в 3 раза. После выбора частоты, дающей максимальную прочность электродов (150 Гц), изменяют угол поворота электродов, поинимающий зна"22 5 9337 чения 150, 170, 180, 190 ф . При этом расход электродов изменяется соответственно, кг: 12,18, 11,7, 11,7, 11,71 т.е. оптимальным углом поворота является угол в 170"180 .Безаварийно механизм поворота электродов работает при скорости вращения в 0,0015 м/с,а ее уменьшение до 0,001 м/с увеличивает расход элект. родов на 0,5-0,73. ееТехникоэкономический эффект от внедрения предлагаемого способа со" ставляет 175100 руб.Формула изобретенияСпособ выплавки сплавов в дуговых и электропечах, включающий загрузку шихты и лома, последующее их проплавление и рафинирование энергиейпеременного тока промышленной частоты, выпуск сплава из печи, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения расхода электродов, стабилизации дугового разряда путемупрочнения материала электродов, частоту тока в электродах в период про" .плавления повышают по сравнению с,промышленной частотой в 2-3 раза. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 549664, кл. 27 В 3/06, 1977.Составитель Л. Иагаюмова Редактор С, Запесочный Техред М. Рейвес Корректор. А. Ференц а ее а ееа Ч в е е е ее е Заказ 3865/7 Тираж 587 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. М 5 аее еч а аа ве аеееееаааааеееве Филиал ППП ".Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4