Способ выплавки металла в электродуговой печи

СОЮЗ ССЗЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В 1 4 С 21 С 5/52 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИД ВТЭРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОИ включающий непр электродной мас через полые гра В 11 ПЛАВКИ МЕТАЛЛА ВПЕЧ 11 емкостью 3 т, рывное погружение ы в шлаковый расплав итизированные электыиее плавление,тем что лича ОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 374745 б/22-02 (22) 27.03.84 (4 б) 30.08,8 б. Бюл Р 32 (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" и Московский ор - дена Трудового Красного Знамени и ордена Октяб;.:ской Революции институт стали и сплавов (72) Д.И. Рыжонков, В.Г 1, Борисов, М,Г. Крашенинников, А.А. Казьмин, М.Г. Бойко, А.С. Белкин, С,Л. Русаков, Е,Н. Ивашина, В.И. Шлыков и А.А. Харитонов (53) бб 9.187(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 287993, кл. С 21 С 5/52, 1970.Борисов А,М. и др. Прямое получение металла методом жидкофазного восстановления железосодержащих материалов, - Бюллетень ин метинформация", 1982 ЯО 254023 ю щ и и с я с целью повышения производительности процесса и сокращения расхода электроэнергии, расплавление электродной массы ведут в объеме, ограниченном торцовой частью полого электрода, погруженного в металл, при этом соотношение глубины погружения электродной массы в шлаковый расплав и глубины погруже - ния электрода в металл составляет Ь : Ь = 1;2-4.21Изобретение относится к выплавке металла и сплавов в электродуговых печах для преимущественного использования на предприятиях черной металлургии и машиностроения.Дель изобретения - повышение производительности процесса и сокращение расхода электроэнергии.На чертеже изображена схема погружения самообжигающейся электродной массы через полый графитизированный электрод.Глубина погружения Ь полого электрода 2 в металлическин расплав 3 в 2-4 раза больше глубины погружения Ь электродной массы 1 в шлаковый расплав 4. За счет окончательного восстановления оксидов железа в нижних горизонтах электроцной массы 1 и из шлакового расплава 4 между элек тродной массой 1 и шлаковым расплавом 4 образуется газовая "подушка" 5, благодаря фиксации которой внутри пслого электрода 2 появляется возможность использования физико-химичес: - ,25 кого потенциала образующихся газов (главным образом СО). Газовые потоки (на чертеже показаны тонкими стрелками) устремляются вверх и проходя через столб электродной массы 1 внут- "О ри полого электрода 2, предвосстанавливают оксиды железа.Для исследований использовали суперконцентрат, содержащий, Е. "Ге, 72; РеО 29; Ге О 70; СаО 0,01; 81.0 35 0,3; Р 20 0,011; Б О,О 64, нефтяной кокс, содержащий 943 нелетучего углерода и каменноугольный пек. Соотношение между содержанием углерода и оксидов железа в электродной массе 40 поддерживали равным стехиометрическому. Опытные плавки проводили в промышленной электродуговой печи ДСП-ЗЛ переменного тока. В качестве одного из электродов использовали полую гра фитизированную трубку с наружным диаметром 200 и внутренним - 60-150 мм, через отверстие в которой с помощью шнекового питания загружали электродную массу.П р и м е р. В печь загружали 400 кг стального лома и 100 кг шла - ковой смеси, состоящей из извести, суперконцентрата и плавикового шпата, После расплавления этих материалов и повышения температуры расплава до 1550-1600 С полый электрод (с 1100 мм) опускали в расплав на глубину 150 мм и начинали загрузку электродной массы, Высоту столба электродной массы в полом электроде в течение всего опыта поддерживали равной 1600 мм, что соответствует глубине погружения электродной массы в шлак - 50 мм. Время плавки 2,5 ч.За это время было израсходовано 4,5 т электродной массы, содержащей 36 т концентрата и 0,9 т углеродсодержащей композиции. Выход металла составил 3 т. Содержание СО в отходящих печных газах составило 15 об.7, содержание РеО в шлаке перед выпуском - 7 вес.Е, степень металлизации электродной массы на высоте 300 мм - 677. Расход электроэнергии на выплавку 1 т металла составил 1160 кВт ч/т, в том числе на восстановление и плавление 1 т электродной массы -690 кВт.ч/т.В табл, 1 даны показатели плавок, проведенных при различных значениях величин 1 т и 1 т 2 при с = 100 мм,Видно, что показатели плавок по предлагаемому способу значительно лучше показателей плавок по известному способу (т.е. опыта, при котором полый электрод не погружался в расплав, а лишь касался его поверхности), Наилучшие показатели процесса получены для опытных плавок 2, 3, 4, 5, 13, 14, 15, 18, 19 и 20 (расход электроэнергиина выплавку 1 т металла составляет не более 1200 кВт.ч/ /т), что свидетельствует о том, что оптимальное соотношение Й 2, Ь изменяется в пределах 1:2-4 при фиксированном значении величины т40-60 мм. Отклонение значений соотношения Ь 2 . Ь и глубины погружения электродной массы 1: от оптималь 2ных значений приводит к ухудшению основных показателей процесса, Уменьшение соотношенияй 2 ." т, до 1:б (опыт 5) не оказывает существенного влияния на показатели процесса, но сопровождается увеличением расхода графитизированного электрода и уменьшением его стойкости. Другим немаловажным фактором, оказывающим влияние на показатели плавки, в частности на расход электроэнергии, необходимый для восстановления и плавления 1 т электродноР массы (Ы), является внутренний диаметр электрода (д).1254023 10 Таблица 1 Плавка по предлагаемому способу Показателипланок сии от зн ченив пара ро Содерваине СО впечникгазах,об,2 0 50 3 Э 5 75 3 теленьеталиэ ации тродной массы, включа образо аниеарбндов же"леза нзвысоте300 ми,Х 12 7 78 2 2 60 3 Содеркание Гео в влаке перед . выпуском, вес.Х ЭО 5 1 О В табл, 2 представлено влияние параметров Ь , Ь , Ь /Ь, и й на показатель Ч.Анализ данных показывает, что наименьшие значения 17 получены для внутренних диаметров электрода 80, 100 и 120 мм, и подтверждает справедливость ранее представленных результатов (см. табл. 1) по влиянию параметров Ь Ь и Ь /Ь2 2 1 Уменьшение й до 60 мм приводит к снижению производительности процесса за счет уменьшения пропускной способности полого электрода и, сле довательно, сопровождается увеличением времени плавки и показателя (см. табл. 2). С другой стороны, увеличение с 1 сверх 120 мм также приводит к снижению производительности процесса за счет чрезмерного увеличения расхода электродной массы, процессы нагрева и восстановления в которой существенно замедляются по сравнению с оптимальными условиями плавки. При этом основная часть электродной массы попадает в расплав в неподготовленном виде; восстановительные процессы практически Полностью протекают в жидкой фазе, что приводит не только к существенному увеличению И (см. табл. 2), но и к снижению стойкости футеровки печи за счет агрессивного воздействия на нее оксидного расплава.125 А 023 пка по пре аеиому спосо ОО б 0 300-т Ооф оОосч оОо оООоо осчоососч осо оф То оО Тоо .оо ос 5оо ои го ооо оО о ч т г ф л Оолсол 1оисО 1л 11111 Ю и сО 1