Дуговая печь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Своз СоветскихСоциалистическихРеспублнк ищ 647512 К АВТОРСКОМУ СВИДВУВЛЬСТВУ(51) М. Кл5 27 В 1/08 С 21 С 8/12 Гасударственный квинтет СССР еа делам изобретений и открытийДата опубликования описания 18,02 79 гИностранцыАлександр Йорданов Вьлчев, Емил Панталеев Нинов,Васил Георгиев Пеев, Вельо Тодоров Велев,Георги Александров Внсокомогилски и Йордан Иванов Крьстеняков(НРБ)Иностранное предприятиеНИПКТИ по Черна Металлургия Ботунец Безиде Софкйскоф(54) ДУГОВАЯ. ПЕЧЬ Изобретение относится к области чернойметаллургии, к разделу дуговых печей дляполучения стали,Известна печь для получения стали, содержащая днище, стенки с отверстиями, че-Зрез которые в пространство печи в зону расплава введены электроды, соединенные с источником тока, и свод с бтверстиями, черезкоторые в пространство печи введены углеродные электроды, соединенные с источником постоянного тока).С точки зрения электротермни дуга по-.стоянного тока намного предпочтительнейдуги переменного тока. В последнем случаеодно и то же количество тепла выделяетсяу двух полюсов, в то время как при дуге 15постоянного тока у айода тепла выделяетсяв несколько раз больше, чем у катода.Кроме того, дуга постояйного тока стабильнее дуги переменного тока,Цель изобретения - создание надежнойв работе дуговой печи постоянного тока, вкоторой положительный полюс источника по.стоянлого тока в течение Всей плавки надежно соединяется с . железлымн материаламии с расплавленной сталью в течение металлургических процессов (окислительный .период, восстановительный период и т, д.).Предлагаемая дуговая печь состоит нэ .дна, стенок и свода. В отверстия свода вставлены подвижные углероднце катоды, каждый нз которых связан с соответствующим -движущим устройством. Катоды через выключатели соединены с отрицательными полюсами источников постоянного тока.В отверстия, расположенные над порогом.загрузочного окна, вставлены один или более подвижных плавильных анодов, связанных с устройством, поДжимающим их к железным материалам, Эти аноды через соответствующие выключатели соединены с положительными полюсами йсточников постоянного тока,Плавильные аноды могут быть изготовлены известнымиспособами (углеродиыеэлектроды, металлические водоохлаждаемыеэлектроды, или металлические водоохлаждаемые электроды с соответствующими элект.ропроводными коЛпачками),Предлагаемая печь снабжена металлически ми волоохла ждаем ы ми анодами, кон.тактирующими с расплавленной сталью и647512 3соединеннымис положительными полюсамиисточников постоянного тока. Металличес"кие водоохлаждаемые аноды неподвижны и вмонтированы в стенки печи таким образом,что их передйяя часть находится ниже порога загрузочного окна, а водоохлаждаемаячасть - внутри упомянутых стенок.Водоохлаждаемые металлические анодымогут бытьвыполнены подвижными. В этомслучае их вставляют в печь через отверстия,расположенные над порогом загрузочногоокна, и связывают с приводным устройством,. которое может неремещатьаноды" до техпор;пока их передняя часть не достигнет уровняниже порога загрузочного окна. Они такжес помощью упомянутого устройствамогутперемещаться назад до тех пор, пока их передняя часть йе скроется в отверстиях стенок печи,Подвижные плавильные аноды и метал"лические водоохлаждаемые аноды электрически изолированы от корпуса печи или будучи запараллеленными соединены с корпусомпечи, Как подвижные углеродные катоды,так и подвижные плавильнь 1 е "аноды; изготовленные из углеродного материала, покрывают защитным покрытием с целью предотвращения окисления их боковой поверх ности,На фиг, 1 и 2 представлена дуговая печьс одним плавильным подвижным анодом,введеннымв печь-через ее свод в период -плавления железных материалов, вертикальный и горизонтальный разрезы; на фиг. 3 - та же печь, ио после расплавления железных материалов, т. е. на стадии металлургических процессов, - вертикальный разрез; на фиг. 4 и 5 - дуговая печь с двумя под"вижными плавильными анодами, введенными в печь через отверстия в стенках печи, и четырьмя металлическими водоохлаждаемыми процессными анодами, горизонтально вмонтированными в стенки печи, вертикальный разрез и вид сверху; на фиг. 6 - та же печь на стадии металлургических процессов, вертикальный разрез; на фиг. 7 и 8 - дуговая печь с тремя подвижными плавильнйми анодами и тремя металлйческймй во" доохлаждаемыми процесснымианодами; вертикальный разрез и вид сверху; на фиг. 9 - та же печь на стадии металлургических процессов, вертикальный разрез; на фиг, 10 и 11 дуговая печь с тремя подвижными углерод- ными катодами, вставленными через свод печи, и тремя подвижными металлическими водоохлаждаемыми процессными анодами на стадии металлических процессов; вертикальный разрез и вид сверху; на фиг, 2 - "схема- Кепи "соединения катодов с источниками постоянного тока,На.фиг. 1 показана дуговая печь постоянного тока, снабженная одним" подвижным углеродным катодом 1 введенным. в пространство 2 печи через ес свод 3. Катод 1 с помощью приводного устройства 4 может перемещатьсявверх. и вниз. Через свод 3в пространство 2 вводится также один плавильный анод 5,. связанный с приводнымустройством 6, предназначенным для пере% мещения анода 5 вверх и вниз, и для прижатия его к шихтовым материалам 7 с постоянным усилием, В стенки 8 печи вмонтированы водоохлаждаемые аноды 9, расположенные под углом к горизонтали такимобразом, чтобы их передние части находились на уровне нйже порога загрузочногоокна 10, но выше дна 11. печи. Наружнаячасть анодов 9, расположенная в стенках 8печи, охлаждается водой. Кроме этогоувхода анодов 9 в стенку печи установлены1"водоохлаждаемые рубашки 12.Отрицательный полюс источника 13 постоянного тока" через выключатель 14 соеднняется с подвижным углеродным катодом1, а положительный полюс источника 13через выключатель 15 можно соединить сЗ подвижнйм плавильным анодом 5 и черезвыключатель 16 - с тремя водоохлаждае-.мыми металлическйми анодами 9, причемпоследниерасположены под углом 120 другк другу.Описываемая печь работает следующимобразом.В печь загружают шихтовые материалы 7.Выключатели 15 и 14 включаются, выключатель 16 остается выключенным, Посредством приводного устройства 6 плавильныйзо анод 5 перемещается вниз и прижимается: с постоянным усилием к шихтовым материалам 7. Затем начинается перемещение углеродного катода 1, которое продолжаетсядо тех пор; пока он не достигнет шихтовыхматериалов 7 и не появится дуга 17. Плав 35ка происходит обычным путем - подвижный катод 1 проходит через шихтовые материалы 7 и приближается к дну 11 печи.Под катодом 1 образуется расплавленнаясталь 18. По ходу плавки количество рас-плавленной стали увеличивается, а шихтовые материалы 7 постепенно опускаются,Перемещаемый приводным устройством 6подвижный плавильный анод 5 опускаетсяза шихтовыми материалами 7, постоянно. находясь с ними в электрическом контакте.45 Длительное горение дуги у плавильного анода 5 недопустимо, Под действием электро-магнитного ветра дуга искривляется в противопеложном направлении от места контакта плавильного анода.Как видно на фиг, 1 и 2 у загрузочногоокна плавится больше цихтовых материа-,лов 7, чем у плавильного анода 5,Печь, в зависимости от условий, может- загружаться шихтовыми материаламиодин,два илЫ несколько разПлавку описываемым способом .продолжают до тех пор, пока в печи не накопитсядостаточное количество расплавленной стали8, т. е. такое количество, при котором ееуровень будет выше контактирующих с нейпередних участков анодов 9. Затем положительный полюс источника 13 постоянноготока отсоедцняют от плавильного анода 5,анод 5 с помощью приводного устройства 6поднимают выше свода 3 печи, после чегоэлектродные отверстия в печи соответству-,ющими спос обо м з акры в а ют.Положительный полюс источника 13 через выклюцатель 16 соединяют с тремя за.параллелснными анодами 9. Благодаря симметричному расположению анодов 9 дуга 17будет гореть перпендикулярно расплавленной стали 1.8, в результате чего тепловаянагрузка на стенки 8 пеци будет равномерной,Далее осуществляют металлургицескуюобработку, получая требуемый химическийсостав стали и температуру. Затем ток отклюцают и сталь выпускают из пеци,Печь может быть снабжена двумя плавильными анодами 5 (см. фиг. 4, 5 и 6),которые вставляют в пространство 2 печи.через отверстия в стенках ца уровне, находящемся выше порога загрузочного окна,Аноды 5 связаны.с приводным устройством 6,перемещающим их внутрь печи и обратно,а также прижимавшим их с постояннымусилием к шихтовым материалам 7.Предусмотрено также выполнение печис четырьмя металлическими водоохлаждаемыми анодами 9, горизонтально вмонтированными в стенку 8 печи, Два плавильныханода 5 расположены симметрично под углом 180 и под одинаковым наклоном (см,фиг, 5). Как показано на фиг. 6 аноды 5расположены на уровне, находящемся выше порога загрузочного окна О. Аноды 9расположены симметрично под углом 90друг к другу. Каждый плавильный анод 5может быть соединен с положительным полюсом источника 13 постоянного тока церезотдельный выключатель 15, а каждый анод9 - через отдельный выключатель 16.Способ получения стали осуществляюттак же как описано выше. Во время плавки подвижный углеродный катод 1 и дваподвижных плавильных анода 5 соединеныс источником постоянного тока. На этойстадии четыре анода 9 должны быть отключены от источника постоянного тока, Кконцу плавки плавильные аноды 5 посредством выключателей 5 отключают от источника тока и поднимают, по крайней мере, до утапливания в стенках 8 печи. Затем четыре анода 9 соединяют через выключатели 6 с положительным полюсомисточника 13 постоянного тока и осущест.вляют металлургическую обработку стали.Все аноды (плавильные аноды 5 и аноды 9) предусмотрены с собственными отдельными выключателями 15 и 16, что даетвозможность путем включения ц выключения отдельных анодов направлять электри.ческую дугу 1 в нужном направлении. Этонаправление. противоположно соединению10 положительного полюса источника 13 постоянного тока с железными материалами 7.или расплавленной сталью 18.Печь, показанная ца фиг. , снабженаодним подвижным углеродцым катодом 1,тремя подвижными плавильными анодами5, связанными с приводными устройствами6 и с тремя металлическими водоохлаждаемыми анодами 9, связанными с приводными устройствами 19, Плавильные аноды 5и аноды 9 вводят в печь через одни и теже отверстия. Упомянутые три отверстиярасполагаются в стенках печи на уровне,находящемся выше порога загрузочного окна 10,На фиг. 7 и 8 показано соединение плавильных анодов 5 с положительным полюсом источника 13 постоянного тока, осуществляемое через выключатель 15. (Яафиг.,7 и 8 аноды 9 и выключатель 16 непоказаны),2 О К концу плавки ток отключают и аноды5 выводят из печи. Затем через те же отверстия в печь вводят три металлическихводоохлаждаемых анода 9, что осуществляют с помощью приводного устройства 19,причем цх вводят в псць ца такое расстояние, чтобы их передний конец 20 располагался ниже порога загрузочного окна 10,чтобы они были достатоцно погружены врасплавленную сталь 8. Затем посредством выключателя 16 аноды 9 соединяют сЗО источником 13 постоянного тока и начинают осуществлять металлическую обработку стали. (Иа фиг, 9 плавильные аноды5 и выключатель 15 не показаны).На фцг. 10 показана печь с тремя подвижными углеродными катодами 1, введенными в печь через трц отверстия в своде 3. Подвижные плавильные ацолы 5 вводят в печь через три отверстия, расположенные на уровне, находящемся выше порога загрузочного окна О, причем в эти4 О же отверстия затем вводят подвижнь 1 е водоохлаждаемые аноды 9. До получения расплавленной стали каждый углеродный катоди каждый плавильный анод 5 питается от отдельцого источника 13 постоянного тока, После полуцения расплавленной45 стали источник 13 соединяют таким же образом, но с анодом 9.На фиг. 11 показано соединение катодов 1 и анодов 9, расположенных противоположно друг другу ц питаемых одним итем же источником тока 13. В этом случае50дуги 7 скривлецы к центру печи, какпоказайо ца фиг. 1 О. Плавку осуществляюттак же, как и в печи, показанной на фиг, 7,На фиг. 12 показана электрическая цепьсоединения катодов и анодов, В этом слу 5 чае печь предуомотрена с тремя подвижными углеродными катодами , тремя плавиль.ными анодами 5 и тремя анодами 9. Начертеже аноды 5 и 9, показанные водномположении, обозначены одним номером, так. . .как все типы анодов не могут применяться. одновременно.На фнг. 12 видно, что каждый отрицательный псйос источников постоянного тока может йть соединен с одним нлн несколькими катодами, То же можно сказать о ноложнтельных полюсах нсточйика 3постоянного тока и об анодах 5 н 9.По схемефнг. 1.2 показано несколько возможностей ее включения с целью направления одной или более дуг 17 в требуемомнаправлении. В случае стандартных источ, ников постоянного тока, имеющих понижающиеся вольтамперные характеристики, соединение более одного катода с одним источником 13 постоянного тока не имеетсмысла, поскольку один источник тока этого типа. не может поддерживать более одной дуги. Это не относится к анодам, гдеприемлема любая комбннацйя и: включения,В случае 4 спользования йекоторых источников постоянного тока (например ти-па с постоянными характеристиками) можно отрицательный полюс источника постоянного тока соединять с одйнм, двумя нлиболее катодами, С целью осуществленияплавки выключатели 14 и выключатели 5включают. Электрические д;ги у всех като.дов 1 начравленьг вертнкал но. После расплавления железных материалов в центрепечи выключатели 15 выключают. Затем .электрй гескне дуги направляют в сторонустенок печи с елью интенсификации плав ки-в этих зонах,В конце плавки выключатели 15 выклю"чают, плавильные аноды 5 удаляют из печи, а аноды 9 погружают в расплавленнуюсталь. Выключатели 16 включают н дугинаправляют к центру печи., Таким образомпредотвращается пережег стенок прн осу.ществленнн металлургической обработки,Формула изобретения 1, Дуговая печь для получения стали,содержащая днище, стенки с отверстиями,через которые в пространство печи в зонурасплава введены электроды, соединенныес источником тока, и свод с отверстиями,.через которые в прострайство печи введены% углеродные электроды, соединенные с источником постоянного тока, отличающаясятем, что, с целью обеспечения надежности,работы печи на постоянном токе, печь снабжена одним нли более плавильными анодами, введенными в пространство печи черезотверстия, выполненные выше порога загрузочного окна и связанными с анодамиустройством, прижимающим их к шихтовымматериалам, углеродные электроды соединены с дополнительно введенным механнз 1 мам ях перемещения и с отрицательнымиполюсами источников постоянного тока, авведенные через отверстия в стенках электроды выполнены металлическими водоохлаждаемымн и соединены с положительными полюсами источников постоянного тоЮ ка.2. Лечь по п. 1, отличающаяся тем, чтометаллические водоохлаждаемые аноды"стационарно вмонтированы в стенки печи,причем нх обращенные к рабочему прост 25 ранству печи концы расположены ниже порога загрузочного окна,3. Печь по д. 1, отличающаяся тем, чтометаллические водоохлаждаемые аноды соединены с приводом перемещения.304. Печь по и. 1, отличающаясятем, чтоподвижные плавильные аноды и металлические волрохлаждаемые" аноды электрически изолированы от корпуса печи.5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что И подвижные плавильные аноды и металли. ческие водоохлаждаемые аноды запараллеленц и электрически соединены с корпусом печи,Источники информации, принятые во внн манне при экспертизе