RU2420597C1 - Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока - Google Patents

Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока Download PDF

Info

Publication number
RU2420597C1
RU2420597C1 RU2010105583A RU2010105583A RU2420597C1 RU 2420597 C1 RU2420597 C1 RU 2420597C1 RU 2010105583 A RU2010105583 A RU 2010105583A RU 2010105583 A RU2010105583 A RU 2010105583A RU 2420597 C1 RU2420597 C1 RU 2420597C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melting
pellets
steel
arcs
furnace
Prior art date
Application number
RU2010105583A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Николаевич Макаров (RU)
Анатолий Николаевич Макаров
Максим Сергеевич Лычагин (RU)
Максим Сергеевич Лычагин
Андрей Сергеевич Дюндин (RU)
Андрей Сергеевич Дюндин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет"
Priority to RU2010105583A priority Critical patent/RU2420597C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2420597C1 publication Critical patent/RU2420597C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии, к области электротермической техники, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока. Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока включает плавление лома с последующей подачей и плавлением металлизированных окатышей. Подачу и плавление металлизированных окатышей осуществляют при достижении расхода электроэнергии 220-230 кВт·ч/т и температуре ванны металла 1615-1625°С. Использование изобретения обеспечивает уменьшение удельного расхода электроэнергии и времени плавки, а также повышение производительности. 10 ил.

Description

Изобретение относится к металлургии, к области электротермической техники, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока.
Известен способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающий завалку и плавление металлошихты, на 50-80% состоящей из твердых металлизированных окатышей и на 20-50% - из металлолома. Окатыши загружают в печь непрерывно со скоростью 1,7-1,9 т/ч на 1 МВт установленной мощности (Никольский Л.Е., Зинуров И.Ю. «Оборудование и проектирование электросталеплавильных цехов. М.: Металлургия, 1993. - Стр.27-28).
Однако загрузка окатышей со скоростью 1,7-1,9 т/ч на 1 МВт установленной мощности приводит к скоплению нерасплавившихся окатышей на жидкометаллической ванне в виде горки недалеко от дуг. Это определяется визуально и по режиму горения дуг, который нарушается, идут разряды с сильным шумом при обрушении окатышей с горки под дуги. При скорости подачи окатышей 1,7-1,9 т/ч на 1 МВт установленной мощности вводимой в печь дугами мощности недостаточно, чтобы одновременно расплавлять окатыши и лом, количество нерасплавленных окатышей увеличивается. При такой работе печи процесс плавления лома и окатышей затягивается, увеличивается время плавки и расход электроэнергии.
Прототипом изобретения является способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающий завалку и плавление лома до заданного значения расхода электроэнергии 240-300 кВт·ч/т с последующей подачей и плавлением металлизированных окатышей при температуре ванны металла 1540-1610°С (Технологическая инструкция ТИ 129-ЭС-113-92 «Выплавка стали в дуговых электропечах». Введена 15.06.1992. Оскольский металлургический комбинат. Сборник технологических инструкций в 2-х частях. Часть 1. Приложение 1 «Энерготехнологический режим плавления шихты, состоящей из лома и металлизированных окатышей, с продувкой ванны газообразным кислородом. - Стр.13-14).
Однако по мере расплавления шихты колодцы, т.е. свободное от шихты пространство в печи, расширяются, их глубина уменьшается, стены освобождаются от шихты и водоохлаждаемые панели стен и свода попадают под прямое излучение дуг, КПД дуг снижается. Вследствие того, что при удельном расходе электроэнергии 300 кВт·ч/т 75-80% лома расплавляется, излучение дуг падает на водоохлаждаемые панели стен, увеличивая потери энергии на охлаждение панелей и снижая КПД дуг с 0,93 в начале плавления до 0,65-0,70 при удельном расходе 300 кВт·ч/т. Обработка нескольких сотен паспортов плавок одинаковых марок стали с ломом одинакового состава и металлизированными окатышами одинакового качества показала, что при плавлении лома до удельного расхода электроэнергии 300 кВт·ч/т с последующей загрузкой окатышей приводит к увеличению удельного расхода электроэнергии за плавку на 6-7%. Из обработки паспортов плавок также следует, что режим плавления окатышей при температуре ванны металла 1540°С приводит к увеличению удельного расхода электроэнергии и времени плавки, так как плавление окатышей осуществляется за счет излучения дуг и теплопроводности ванны металла. Из анализа теплообмена (обработаны и проанализированы около трехсот паспортов плавок стали одной марки) при плавлении окатышей следует, что при снижении температуры ванны металла на 100°С с 1600 до 1500°С тепловой поток к окатышам снижается на 6%, на такую же величину снижается скорость плавления окатышей, а время плавления и удельный расход электроэнергии увеличиваются на 6%.
В основу настоящего изобретения положена задача увеличения излучения дуг на металл и снижения излучения дуг на стены и свод, увеличения теплового потока от ванны металла к окатышам.
Техническим результатом изобретения является уменьшение удельного расхода электроэнергии и времени плавки, с одновременным повышением производительности.
Решение поставленной задачи и указанный технический результат достигаются тем, что в способе плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающем плавление лома с последующей подачей и плавлением металлизированных окатышей, согласно изобретению при достижении расхода электроэнергии 220-230 кВт·ч/т подачу и плавление металлизированных окатышей осуществляют при температуре ванны металла 1615-1625°С.
При подаче окатышей при израсходовании менее 220 кВт·ч электроэнергии на тонну шихты расплавление окатышей неустойчивое, так как колодцы неширокие, идут обвалы шихты. Короткие замыкания, и обрывы дуги, и длительность расплавления, удельный расход электроэнергии увеличиваются. При подаче окатышей после израсходования более 240 кВт·ч и расплавления около 70% лома водоохлаждаемые панели стен освобождаются от лома, излучение дуг будет падать не на шихту, а на водоохлаждаемые панели, КПД дуг уменьшится, удельный расход электроэнергии за плавку и длительность плавки увеличиваются.
При плавлении металлизированных окатышей при температуре ванны металла меньше 1615°С удельный расход электроэнергии увеличивается на 1-1,5% на каждое снижение температуры ванны металла на 20°С. Это связано с тем, что плавление металлизированных окатышей осуществляется за счет излучения дуг и теплопроводности от ванны металла к окатышам. По закону Фурье для теплопроводности тепловой поток от одного тела к другому прямо пропорционален разности температур этих тел, чем меньше разность температур, тем меньше тепловой поток от ванны металла к окатышам, тем меньше скорость плавления окатышей, больше время плавки и удельный расход электроэнергии. Увеличение температуры ванны металла выше 1625°С препятствует удалению фосфора. При плавлении металлизированных окатышей при температуре ванны металла больше 1625°С развивается реакция восстановления фосфора, снижение которого возможно при частичном обновлении шлака и увеличении расхода электроэнергии на расплавление шлака. Кроме того, перегрев металла выше температуры 1625°С сопровождается повышением содержания газов азота и водорода в ванне металла и снижением качества металла.
Способ иллюстрируется следующими чертежами, где на фиг.1 представлен вид сталеплавильной печи в разрезе; на фиг.2 - сталеплавильная печь, вид сверху; на фиг.3 - дуговая сталеплавильная печь с загруженным ломом (шихтой) в разрезе; на фиг.4 - вид сверху; на фиг.5 - прорезка колодцев в шихте дугами, расплавленный металл стекает вниз и накапливается на подине печи в разрезе; на фиг.6 - вид сверху; на фиг.7 - расширение колодцев, увеличение зеркала жидкого металла в разрезе; на фиг.8 - вид сверху; на фиг.9 - погружение дуг в шлак и жидкометаллическую ванну после расплавления лома и открытия водоохлаждаемых панелей стен в разрезе; на фиг.10 - вид сверху.
Дуговая сталеплавильная печь трехфазного тока содержит водоохлаждаемый свод 1, в котором выполнено отверстие 2 газоотсоса. Верхняя часть свода 1 снабжена футеровкой 3, через которую пропущены электроды 4 с электродержателем 5. Пространство печи ограничено стенами 6, выполненными водоохлаждаемыми, опорой для стен служат откосы 7. Под 8 выполнен футерованным. В стене 6 установлена кислородная фурма 9.
Свод 1, стены 6, откосы 7, под 8 образуют рабочее пространство 10 дуговой сталеплавильной печи, предназначенное для загрузки в него шихты в виде металлолома и через отверстие 11 металлизированных окатышей и извести.
Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом. При открытом своде 1 в рабочее пространство 10 печи загружают металлолом 12 (фиг.3). Свод 1 закрывают и опускают электроды 4 до соприкосновения с металлоломом 12. Между электродами 4 и металлом 12 загораются три дуги 13. Дуги 13 прорезают в шихте три колодца 14, расплавленный металл стекает вниз и накапливается на поде 8 в виде жидкометаллической ванны 15 (фиг.5). После прорезки колодцев 14 дуги 13 горят между электродами 4 и жидкометаллической ванной 15, расплавляя шихту и нагревая ванну 15.
Расплавление шихты осуществляют на максимальной мощности дуг 13 до образования единого широкого общего колодца 14 (фиг.7), при котором прекращаются обвалы шихты, короткие замыкания и обрывы дуги 13, то есть до удельного расхода электроэнергии 220-230 кВт·ч/т, при этом дисперсия тока резко уменьшается, горение дуг 13 стабилизируется. С этого момента в печь непрерывно через отверстие 11 в своде 1 начинают загружать окатыши 16, одновременно расплавляя и металлолом 12, и окатыши 16. Подача окатышей 16 после израсходования электроэнергии более 240 кВт·ч/т приводит к увеличению потерь мощности излучения дуги 13, так как при удельном расходе электроэнергии 240 кВт·ч/т 75-85% шихты расплавляется, и часть излучения дуги 13 будет попадать на водоохлаждаемые панели стен 6. Подачу окатышей 16 в печь необходимо начинать при удельном расходе электроэнергии 220-230 кВт·ч/т, когда в шихте образуется широкий колодец 14 и часть нерасплавившейся шихты находится на стенах 6 и откосах 7 и можно расплавлять одновременно шихту и окатыши 16, сохраняя высокий КПД дуг 13 на протяжении всего периода расплавления. Ранняя подача окатышей 16, при израсходовании 180-210 кВт·ч/т и наличии в печи 60-65% твердой шихты, влечет за собой уменьшение средней скорости подачи окатышей 16, так как идет одновременное плавление металлолома 12 и окатышей 16, увеличивается время плавки и удельный расход электроэнергии на 5-8%. В процессе плавления окатышей 16 за счет подачи кислорода и экзотермических реакций в ванне 15 металла, а также путем регулирования мощности дуг 13 поддерживается температура ванны 15 в диапазоне температур 1615-1625°С, при которой достигается большая скорость плавления окатышей 16 и производительность печи, по сравнению с температурой ванны 1540°С.
На фиг.3 показано положение шихты при загрузке в печь 75 т (сплошная линия) и 45 т (пунктирная линия) шихты, полученное многократным визуальным обследованием печей ДСП-150 при открытом своде 1. В период расплавления по мере проплавления шихты дуги 13 прорезают под собой три колодца 14 (фиг.5), диаметр которых на две длины, то есть на 60-70 мм, превышает диаметр электрода 4. Расплавленный металл стекает вниз и накапливается на подине печи в виде ванны металла 15. После проплавления шихты за 6-8 минут электроды 4 выходят в нижнее положение и дуги 13 начинают гореть на поверхности жидкометаллической ванны 15. Градиент напряжения в столбе дуг 13 уменьшается в 10 раз, длина дуг 13 увеличивается до 325 мм. Дуги 13 горят в узких колодцах 14 в шихте металла, на поверхность которого они излучают тепловой поток, их КПД составляет ηд=0,94 (фиг.6). По мере расплавления шихты колодцы 14 расширяются, зеркало жидкого металла 15 увеличивается (фиг.7), и расплавление шихты осуществляется в результате лучеиспускания дуг 13 и теплопроводности от перегретых участков под дугами 13 к твердой шихте. Подачу окатышей 16 в печь необходимо начинать при удельном расходе электроэнергии 220-230 кВт·ч/т (фиг.7), когда в шихте образуется широкий колодец 17 и часть нерасплавившейся шихты находится на стенах 6 и откосах 7 и можно расплавлять одновременно шихту и окатыши 16, сохраняя высокий КПД дуг 13 на протяжении всего периода расплавления. К времени расплавления 45-50% окатышей 16 и 90% металлолома лома 12 (фиг.9) ванна металла 15 покрывается толстым слоем вспученного шлака, в который заглублены дуги 13. Погружение дуг 13 в шлак и жидкометаллическую ванну 15 после расплавления лома 12 и открытия водоохлаждаемых панелей стен 6 позволяет работать с высоким КПД дуг 13 на протяжении всего времени плавления. Средний КПД дуг 13 за время работы печи под током составляет ηдср=0,62-0,72.
В течение всего времени плавления поддерживают температуру ванны металла 15 в диапазоне температур 1615-1625°С за счет большой мощности дуг 13 и протекания в жидкометаллической ванне 15 экзотермических реакций при продувке ванны кислородом.
Изобретение в настоящее время находится на стадии технического предложения.

Claims (1)

  1. Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, включающий плавление лома с последующей подачей и плавлением металлизированных окатышей, отличающийся тем, что подачу и плавление металлизированных окатышей осуществляют при достижении расхода электроэнергии 220-230 кВт·ч/т и температуре ванны металла 1615-1625°С.
RU2010105583A 2010-02-16 2010-02-16 Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока RU2420597C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010105583A RU2420597C1 (ru) 2010-02-16 2010-02-16 Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010105583A RU2420597C1 (ru) 2010-02-16 2010-02-16 Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2420597C1 true RU2420597C1 (ru) 2011-06-10

Family

ID=44736690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010105583A RU2420597C1 (ru) 2010-02-16 2010-02-16 Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2420597C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634105C1 (ru) * 2016-05-06 2017-10-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2634105C1 (ru) * 2016-05-06 2017-10-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5552754B2 (ja) アーク炉の操業方法
JP5236926B2 (ja) 溶鋼の製造方法
CN104762488B (zh) 一种在电渣重熔过程中直接钒合金化的方法
RU2639078C2 (ru) Способ плавления металлического материала в плавильной установке и плавильная установка
CA2935206C (en) Method for making steel in an electric arc furnace and electric arc furnace
RU2420597C1 (ru) Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока
RU2634105C1 (ru) Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока
JP3204202B2 (ja) 冷鉄源の溶解方法および溶解設備
RU2610975C2 (ru) Способ выплавки стали в электродуговой печи
RU2576278C1 (ru) Способ выплавки стали
JP2000017319A (ja) アーク炉操業方法
RU2767318C1 (ru) Способ плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока фасоннолитейного цеха
RU2266337C1 (ru) Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи
JPH11344287A (ja) アーク炉操業方法
Makarov et al. Effect of the energy-technological parameters on the technical-and-economic indices of the operation of DSP-150 furnaces during melting of scrap and pellets: I. Operation of electric furnaces with a high efficiency of arcs during melting of scrap and pellets
RU2033432C1 (ru) Способ ведения плавки в дуговой электропечи
RU2318876C1 (ru) Устройство для прямого восстановления металлов
KR20170132312A (ko) 양극로 프로세스에서의 스크랩 용해
RU2478719C1 (ru) Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи
JP6237664B2 (ja) アーク炉の操業方法及び溶鋼の製造方法
Toulouevski et al. Analysis of technologies and designs of the EAF as an aggregate for heating and melting of scrap
RU2075515C1 (ru) Способ выплавки стали
RU2299246C1 (ru) Способ выплавки стали в мартеновской печи и мартеновская печь
JP2000008115A (ja) 冷鉄源の溶解方法
RU2523381C2 (ru) Способ ведения начального периода электроплавки в дуговой печи постоянного тока

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20130531

PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150508

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180217