Способ защиты электродовдугОВОй пЕчи OT ОКиСлЕНия Советский патент 1981 года по МПК C21C5/52 

но увеличивают расход газа на 8-j35% от первоначального, а при опускании снижают до первоначального.

Актуальность защиты электродов от окисления возрастает в связи с эксплуатацией и строительством в СССР мощных и сверхмощных дуговых печей, работающих полностью на импортных графитированных электродах из игольчатого кокса (поставки ФРГ, Яионии, США).

Технологические операции, связанные с подъемом раскаленных электродов дуговых печен (завалка шихты, заправка, ввод раскислпте; ей и легирующих мульдой и др.), обуславливают их окисление и, кроме того, разуплотняют электродные отверстия в сводах печей. Нецелесообразность таких явлении возрастает в связи с интенсификацией электронлавки. Так повышение мощности трансформатора предопределяет повышенпые плотности тока в электродах до 28-35 А/см, что невозмол но осуществить на окисленных электродах из-за уменьшения их диаметра в связи с окислением, причем неравномерно по длине свечи.

Увеличение скорости продувки ванны кислородом так же приводит к дополнительному окислению электродов и вследствие этого к снижению снимаемой с трансформатора активной полезной мощности.

Увеличение зазора электрод- свод (или экономайзер) из-за окисления электродов приводит к ухудшению воздушного бассейна цеха.

Газодинамическим моделированием и опытными плавками установлено, что при подъеме 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). Окислеиие электродов существенно снижается при дополнительно созданном нротивоиотоке, направленном вдоль свечи поднятых электродов, исключающем энжекцию воздуха к околоэлектродной зоне.

Для печей различной емкости расход защитного газа при известном способе защиты составляет 400-2300 при давлении 1 атм. Для создания эффективно защищаемого иотока газа, направленного по свече электрода вверх как показало газодинамическое моделирование достаточно увеличить расход (при подъеме электродов, на 8-35% от известного, т. е. до 432- 3105 ) и, таким образом, 32-805 направить в виде противотока. Исключение эижекции воздуха околоэлектродной области и обеспечение контакта защитный газэлектрод по всей боковой поверхности электрода позволяет снизить окисление электродов на 30-60%. Увеличение расхода газа менее 8% не обеспечивает контакта заЩитный газ-электрод по всей длине последнего. Увеличение расхода защитного газа более чем на 35% не экономично и не изменяет надежности достигаемого контакта газ-электрод при увеличеиии равном 35%.

Увеличение расхода газа на 8-35% 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 . При подъеме электродов, с целью загрузки шихты через свод, монотонно иодают газ-азот во вторую секцию устройства, увеличивая общий расход газа с 2300 до 3105 , т. е. на 35%. На каждые 100 м.м подъема во вторую секцию устройства последовательно добавляют 80,5 газа. Общий подъем электродов составляет 1000 мм, а суммарное увеличение расхода азота - 805 . Вторая секция устройства имеет щелевое калиброванное отверстие шириной 3 мм, направленное соосно электроду, и формирует струю газа, направленную от зазора электрод-свод 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%- 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 . Нри подъеме электродов с целью отворачивания свода для заправки печи цеитробежной 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 . Подъем осуществляют на 1500 мм. Доводят, таким образом, общий расход газа подаваемого вниз и вверх до 2178 , причем 378 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).

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 и зазор электрод - свод защитный газ-аргон струей, соосной электродам, направленной в рабочее пространство печи с расходом 400 . При подъеме электродов с целью присадки мульдой кусковых ферросилиция, 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, монотонно повыщают на каждые 100 мм на 3,2 . Высота подъема электродов составила 1000 мм, а общее увеличение расхода газа составило 32 . Аналогично осуществляют подачу аргона по всему периоду 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 эффекгйБНОСТЬ способа защиты электродов от окисления. При этом сокращается- также выделение СО и СОа в атмосферу цеха, количество сколов и трещин электродов.

Формула изобретения

Способ защиты электродов дуговой печи от окисления, включающий последовательную подачу в газодинамическое уплотнительное устройство и зазор электрод-свод неокислительного газа организованной струей, соосной электродам, направленной в рабочее пространство печи, отличающийся тем, что, с целью уменьщения окисления электродов, в процессе плавки при подъеме электродов дополнительно создают струю газа противоположного направления, причем расход газа при этом монотонно увеличивают на 8-35% от первоначального, а при опускании электродов уменьшают до первоначального.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.«Металлург, 1978, № 8, с. 22.

2.Там же, с. 24 (прототип).