Способ ведения плавки

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а 998518 Союз СоветскиСоциалистическиРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 т)М КЛ. С 21 С 5/52 с присоединением заявки %в Гвеуаерстееащ ентет СССР Пв юам забрейте и етерытнв(53) УДК,669,187, . .25(088.8) Дата опубликования описания 23.02 .83 В.Д.Смоляренко, А,В.Хаинсон, Н.А.Пирогов, В.Л.Рабйнович,И.Л,Приступа, В.И.Данилин, Б.С.Петров и А,И.Стаханов(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторскийи технологический институт электротермицескога оборудованийи Центральное производственно-техническое предприятиенЦентроэнергочермет"(54) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПЛАВКИ Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к способамведения плавки в дуговой сталеплавильной печи, конкретнее к энерготехнологическому режимуплавки.Известны способы ведения плавкистали в дуговых сталеплавильных печах(ДСП), включающие проплавление колодцев в шихте, плавление основной массышихты и доплавление металла дугами,нв экранированными шихтой, когда ука- ованные периоды расплавления проводят"ся при заданном энерготехнологическомрежиме 1 1 .Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае- .мому результату является способ вы. плавки стали в дуговых печах, включающий проплавление колодцев, в шихте,плавление основной массы шихты и до 20плавление металла дугами, не экрани,рованными шихтой ( 2 1,Недостатком известного способа яв-ляется то, что предложенная в нем"е2регламентация режима по напряжейию йтоку не обеспечивает максимальнуюпроизводительность печи в каждый.изпериодов расплавления, а именно максимальную ширину колодцев. при их проплавлении, максимальную скорость рас"плавления основной массы шихты и максимально скорость нагрева металла придоплавлении металла дугами, Ие экранированными шихтойЦелью изобретения является повы"шение производительности печи.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу ведения плавки вдуговой сталеплавильной печи, включающему проплавление колодцев в шихтеплавление основной массы шихты и до".плавление металла дугами не экранированными шихтой, в процессе плавкирабочий ток дуги увеличивают такимобразом, цто значения его в периодыпроплавления колодцев, плавления основной массы шихты и доплавления металла находятся в отношении 1:(1,20-1,26)Гф: сои 9+0,9 сОБЧ: 1 Ф 0,9 Ф . киид, 9 Т т6) где.=х/В" безразмерный параметр электропечного контура.Дуговые сталеплавильные печи средней и большой емкости , работающие на отечественных заводах, имеют )г, зна" чения которых укладываются в интервал 1-9,В этом слуцае максимум энергетиских характеристик достигается и следующих условиях: це пр 55 3 99851(1,1-15) соответственно, а ток дуги периода проплавления колодцев составляет 0,5-0,56 тока короткого замыкания электрического контура дугЪвойисталеплавильной печи. 5Приведенные соотношения рабочих токов в различные периоды расплавле" ния основаны на анализе энергетических характеристик ДСП:мощности дуг Рд, ко" эффициента износа Футеровки (КИФ) и 1 О коэффициента интенсивности нагрева металла (КИН).С целью выявления общих закономерностей выбора оптимальных режимов электроплавки энергетические характе ристики исследованы на максимум. Выражения для Р КИФ и КИН такой имеют видд= д,с=Оф(ии ) +х 1; 1)ииф р о /х .с) и /а (и и 1+х) ,КИН=Р Э =О хЯ Я+Д +Х, (3) 25где Зд - ток дуги;ОФ - вторичное фазное напряжение;Ри) - сопротивление дуги; В и М - активное и реактивное сопротивления фазы электропечного36контура;Од- напряжения дугиа - расстояние между дугой и об"лучаемой стеной, для даннойпечи величина постоянная. 35Приравнивая нулю первые производные выражений (,1 ) -3 ) по Ри находим, какие значения коэффициентов мощности со 5 Ч соответствуют максимумам энергетических характеристик 40сссчщм )2 Ф 2 т ) )и)Приведенные соотношения обеспечивают максимальное использование энергетических возможностей ДСП, они носят универсальный характер и применимы к различным типоразмерам печей.Осуществление поедлагаемого способа показано на примере плавки в печи ДСПс трансформатором 75/90 МВЯ реактанс электропечного контура на высшей ступени напряжения 650 В в синусоидальном режиме 3,5 10 ЗОм, активное сопротивление 0,5 10 ом ток короткого замыкания 3= 106 кА,После слива предыдущей плавки,стки и заправки, заваливают шихтуключают печь на ступень 650 В при очи и в 8 4со 5 ЧКИФ 0,83-0,87Рд о,з-о,78кин о,б 1-о,ббПолученные значения коэффициентамощности использованы при разработкеэиерготехнологического режима плавки.Проплавление колодцев целесообразновести на максимуме КИФ, чтобы обес;печить их больший диаметр и предотвратить поломку электродов, плавлениеосновной массы шихты закрытыми лучами проводить на максимуме РА, а доплавление металла открытыми дугами -на максимуме КИН, цтобы иметь предельный темп расплавления, и предохранитьстены от чрезмерного облучения.Регламентация режима проводитсяпо рабочему току дуги 3 на даннойступени напряжения трансформатора,причем электротехнический контур ДСПхарактеризуется током короткого замыкания ЗПоэтому условия максимумов энергетических характеристик удобно выразить через соотношение Зд/35 в различные периоды расплавления/ хъКИФ 0,5-0,56Рд 0,63-0,68КИН 0,75-0,79Таким образом для получения максимумов энергетических характеристикнеобходимо, чтобы значения рабочих токов дуги в периоды проплавления колодцев, плавления основной массы шихтыи доплавления металла находились вотношении 1: (1,20-1,26) : (1,М,5),причем ток дуги периода проплавленияколодцев составпяет 0,5-0,56 тока короткого замыкания электрического контура печи,формула изобретения ВНИИПИ Заказ 1076/45 Тираж 566 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В .99851 токе 53-55 кА, Значение КИФ при этом максимально, в связи с чем в шихте проплавляется колодец максимального диаметра, что исключает поломки электродов из-за обвалов шихты и обеспечи-вает максимально быстрое прохождение электродов вниз. Подъем электродов вверх означает, что начался период расплавления основной массы шихты, Рабочий ток увеличивают до 63-65 кА, 16 при этом мощность дуг максимальна, в связи с тем скорость плавления шихты также максимальна. Доплавление метал. ла дугами, не экранированными шихтой, фиксируется по показаниям термозонда, 15 термопары или визуально, когда дуги начинают открыто излучать на футеровку. Рабочий ток увеличивает до 75- 79 кА, при этом максимума достигает КИН.Дуги поддействием электродинами ческйх, сил заметно погружаются в расплав, скорость нагрева металла при доплавлении является максимальной, облученность футеровки дугами заметно снижается. Предлагаемые токи находят-И ся в отношении 1:1,20:1,43 и составляют 0)51) 0,63, 0,75 от 3 кдВ течениевсего периода расплавления практически поддерживается одно,и тоже значение тока, Например, на пе- Зф чи ДСПпериод расплавления проводится на одном и том же токе, составляющем около 0,7 тока 3 к . При этом на этапе проплавления колодцев значение тока превышает предла- З 5 гаемые, что приводит к уменьшению диаметра проплавляемых колодцев и, как следствие, к более частым поломкам электродов. При расплавлении основной массы металла используемый40 ток меньше рекомендуемого тока, который обеспечивает максимум мощности дуг и минимальное время расплавления. При доплавлении металла открытыми . дугами используемые значения тока 45 существенно меньше предлагаемого. Это приводит .к перегреву футеровки и снижению ее стойкости.Таким образом, применение предлагаемого режима по сравнению с извест- зо ным режимом обеспечит снижение числа 8 4поломок электродов при проплавлении колодцев, вызванных обвалом шихты, по" вышение стойкости футеровки и сокращение продолжительности периода расплав- пения.Предлагаемыи способ ведения плав- . ки обеспечит расплавление шихты в предельном энергетическом режиме с максимальной производительностью.Время периода расплавления в печи ДСПс трансформатором мощностью 75/90 ИВА не превышает 70 мин, что дает по сравнению с известным способом сокращение расплавления на 6- 8 мин и прирост производительности 350 тыс.т и условно-постоянных расходах 24 руб/т в год. Экономический эффект от внедрения предложенного способа составит 420 тыс.руб./г на одну пець,Способ ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи, включающий проплавление колодцев в шихте, плавление осйовной массы шихты и доплавление металла дугами, не экранированными шихтой, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности печи, в процессе плавки рабочий ток дуги увеличивают таким образом, что значения его в периоды проплавления колодцев, плавления основной. массы шихты и доплавления металла находятся в отношении 1; (1,20-1,26):, (1)4-1)5) соответственно, а ток дуги периода проплавления колодцев состав" ляет 0,5-0,56. тока короткого замыкания электрического контура дуговой сталеплавильной печи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЕднерал Ф.П.Электрометаллургиястали и ферросплавов. М , "Металлургия", 1977. с.587.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 11 2860223/22-02,кл. С 21 С 5/52, 1979