Способ восстановления графитированных электродов дуговых электросталеплавильных печей. Электроды графитовые для дуговых печей
Способ восстановления графитированных электродов дуговых электросталеплавильных печей
Изобретение может найти практическое применение для восстановления поверхности графитированных электродов, используемых при выплавке стали и сплавов. Технический результат - снижение расхода графитированных электродов при выплавке стали и сплавов за счет восстановления качества их поверхности пиролитическим углеродом. Нагретые за счет тепла расплавленного металла до температуры пиролиза газа электроды подвергают обработке углеводородным газом с восстановлением их поверхности пиролитическим углеродом непосредственно в рабочем пространстве дуговой электросталеплавильной печи, в процессе плавки и после выпуска металла. Используемая для этого фурма вертикально перемещается вдоль боковой поверхности электродов и снабжена наконечником в виде полукольца с отверстиями на внутренней поверхности. 1 табл.
Предложенный способ восстановления графитированных электродов дуговых электросталеплавильных печей относится к области черной металлургии.
В настоящее время в плавильных агрегатах используют преимущественно графитированные электроды, расход которых доходит до 15 кг на одну тонну жидкой стали (Крамаров А.Д., Соколов А.Н. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М.: Металлургия, 1976, с. 116). Стоимость этих электродов высока, и в калькуляции затрат на вспомогательные материалы данная статья расходов является наибольшей. Основной причиной разрушения электрода является окисление его поверхности при плавлении шихты и в перерыве между плавками. Графит, являющийся структурной формой углерода, начинает активно взаимодействовать с кислородом уже при температуре 700oС. Создать восстановительную атмосферу в рабочем пространстве дуговой электропечи на протяжении всей плавки невозможно, поэтому для снижения расхода графитированных электродов необходимо периодически восстанавливать их поверхность как в процессе плавления, так и после выпуска металла. В настоящее время восстановление бывших в употреблении электродов практически не применяется, так как существующие способы либо дороги, либо недостаточно эффективны и трудоемки. Известны следующие способы упрочнения поверхности электродов. 1. Пропитка водными растворами солей и кремнийорганическими соединениями. 2. Металлизация - нанесение покрытия распылением алюминия (Костарева Т. В. и др. Электроды для плавки чугуна // Литейное производство. - 1981. - 7. - С. 29) или ферросилиция (Каблуковский А.Ф., Молчанов А. Е., Каблуковская М.А. Краткий справочник электросталевара. М.: Металлургия, 1994, С. 80). 3. Насыщение пиролитическим углеродом, образующимся при разложении углеводородных газов в специальном реакторе с температурой от 950 до 1000oС. Этот способ был разработан для мелких графитовых нагревателей и опок (Александров В. М. Пироуглерод в литейном производстве // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Сб. научных трудов. - Челябинск, ЧГТУ, 1991. - С.4). Все вышеперечисленные способы имеют большие недостатки. Так, для пропитки солями необходимо иметь специальные ванны, для пиролиза - реактор, а для металлизации - металлизатор с трансформатором. Стоимость материалов покрытия и оборудования, повышенные трудо- и энергозатраты значительно увеличивают себестоимость выплавленного металла. Увеличение стойкости в 2-3 раза мелких нагревателей из графита связано с тем, что они используются в печах для направленной кристаллизации, где создается разрежение 10-2 атм и скорость окисления углерода в этих условиях значительно ниже. Главным и общим недостатком всех вышеперечисленных способов является невозможность поддержания (восстановления) покрытия во время плавки и сразу после слива металла, например в случае трехфазной электродуговой печи. Наиболее близок к предлагаемому способ регенерации графитовых электродов после выпуска металла из печи (А.с. СССР 1381738, МКИ Н 05 В 7 7/085. Способ регенерации графитовых электродов плавильных печей / Александров В.М., Кулаков Б.А., Дубровин В.К. (СССР) // Открытия. Изобретения. - 1988. - 10). В этом случае нагретые до температуры пиролиза газа электроды без выема из электрододержателей опускают в реактор и обрабатывают метаном или пропаном. Углеводородный газ, омывая горячие электроды, разлагается с образованием пироуглерода, который должен отложиться в порах и дефектах на поверхности электрода и обеспечить восстановление его поверхности. Следует отметить, что для реализации способа необходимо предварительно отвести свод с электродами от ванны печи. На практике использовать этот способ не предоставляется возможным по следующим причинам. 1. За время отвода свода и подгонки реакторов под электроды последние остывают до температуры 500
9 кг на тонну жидкой стали. Расход углеводородного газа составляет от 0,2 до 0,5 м3/ч на один квадратный метр обрабатываемой поверхности. Для сравнения расход газа по способу-прототипу составляет от 0,60 до 0,95 м3/час на один квадратный метр поверхности электрода. Предлагаемый способ имеет следующие преимущества. 1. Максимальное использование тепла плавильного агрегата - реактором является ванна плавильного агрегата. 2. Кратковременность процесса обработки. 3. Возможность неоднократно использовать способ по ходу одной плавки. 4. Небольшой расход углеводородного газа. 5. Отсутствие сложных механизмов и специальной оснастки. 6. Высокие производительность и экономическая эффективность. Для определения эффективности способа проводили плавки на дуговых печах ДСП-6Н2. Масса плавки стали 110Г13Л составляла от 6,5 до 7,2 т. Сталь получали методом переплава отходов. Нижний электрод в свечке обрабатывали пропаном после получения жидкой ванны после восстановительного периода и выпуска плавки. Два других электрода не обрабатывали. Всего было проведено по три плавки на двух печах. По разнице весов электродов до и после начала кампании определяли их расход. Результаты приведены в таблице. Представленные результаты показывают, что средний расход электродов на выплавку одной тонны жидкой стали 110Г13Л составил 8,54 кг. При обработке электродов пропаном по предлагаемому способу их расход был снижен в среднем до 6,7 кг или примерно на 22%.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 06.11.2004
Извещение опубликовано: 27.05.2006 БИ: 15/2006
www.findpatent.ru
композиция для защиты электродов электродуговых печей и способ защиты электродов электродуговых печей - патент РФ 2386601
Изобретение относится к черной и цветной металлургии, а именно к способам защиты электродов электродуговых печей. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса нанесения композиции, экономия электродов. Композиция для защиты электродов электродуговых печей включает высокоглиноземистый продукт, ортофосфорную кислоту, хромитопереклазовый порошок и замедлитель - сульфосалициловую кислоту, при следующем соотношении компонентов, вес.%: высокоглиноземистый продукт с содержанием оксида алюминия более 40% - 8,0-12,0; хромитопереклазовый порошок - 30,0-36,0; сульфосалициловая кислота - 0,2-0,3; ортофосфорная кислота - остальное. 3 табл.
Изобретение относится к черной и цветной металлургии, а именно к способам защиты электродов электродуговых печей.
Известна обмазка из спеченного Аl2О 3 или смеси его с Аl. Обмазка наносится на поверхность электродов толщиной 0,1-1,1 мм (патент Швейцарии № 579155, МПК Н05В 7/02, 1971 г.). Недостатком этой смеси является непрочность сцепления ее с нагретым электродом, что приводит к ее частичному осыпанию.
Известен способ защиты графитовых и угольных электродов от окисления путем пропитки концентрированной ортофосфорной кислотой при повышенной температуре, при этом процесс ведут при добавлении солей кальция порядка 15-35%. Недостатком этого способа и обмазки является неудовлетворительная стойкость в окислительных средах и наличие в ней паров воды, с которыми интенсивно взаимодействует образующийся при нагревании электрода карбид кальция с образованием ацетилена.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является защитная обмазка для изделий из углеродистых материалов, содержащая (мас.%): высокоглиноземистый материал 25-60; углеродистый порошок 5-6; ортофосфорная кислота - остальное. Предусмотрено использовать в качестве высокоглиноземистого материала глинозем, каолин, бокситы, а в качестве углеродистого порошка - графитовый концентрат марки ГТ-3, пыли электрофильтров производства графитовых электродов. Размер части указанных материалов не должен превышать 0,08 мм (патент РФ № 2006189, МПК Н05В 7/08, С25С 7/02, опубл. 15.01.1994 г.). Данное техническое решение взято в качестве прототипа как для предлагаемой композиции, так и способа ее применения.
Недостатком известной обмазки является использование тонкоизмельченного продукта с размером частиц не более 0,08 мм. Приготовление обмазки требует значительных затрат. Нанесение обмазки на электроды требует дополнительных операций как то приготовление поверхности электродов, нагрев в атмосфере воздуха, выдержке при температуре 1000-1200°С в течение 1 часа. Недостатком известной смеси является необходимость предварительной прокалки твердой составляющей в течение 1 часа при температуре 1200°С для удаления влаги. Нагрев электродов в процессе обмазки до температуры 1000-1200°С и обработка водяным паром в условиях прототипа предполагает наличие специальной установки для нанесения покрытия - является высокозатратным мероприятием.
Задачей создания изобретения является разработка композиции и способа ее применения, не требующего дополнительных операций по приготовлению и использованию композиции, а также возможность использования в качестве компонентов обмазки материалов любого металлургического производства.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения общих с прототипом, таких как композиция для защиты электродов электродуговых речей, включающая высокоглиноземистый продукт и ортофосфорную кислоту, и отличительных существенных признаков, таких как она дополнительно содержит хромитопериклазовый порошок и замедлитель - сульфосалициловую при следующем соотношении компонентов (вес.%):
| высокоглиноземистыи продукт с содержанием оксида алюминия более 40% | 8,0-12,0 |
| 30,0-36,0 | |
| сульфосалициловая кислота | 0,2-0,3 |
| ортофосфорная кислота | остальное |
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных во 2-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ защиты электродов электродуговых печей от окисления путем нанесения защитного компонента на поверхность электродов, и отличительных существенных признаков, таких как пропитку поверхности электродов ведут при температуре 45-60°С композицией состава (вес.%):
| высокоглиноземистыи продукт с содержанием оксида алюминия более 40% | 8,0-12,0 |
| хромитопериклазовый порошок | 30,0-36,0 |
| сульфосалициловая кислота | 0,2-0,3 |
| ортофосфорная кислота | остальное |
Технический результат от вышеперечисленной совокупности признаков - упрощение процесса нанесения композиции, использования в качестве компонентов смеси отходов металлургических производств, а также экономия электродов, которая при использовании предлагаемой композиции составила 30-40%, по прототипу всего лишь 6 %.
Количественное соотношение компонентов смеси для приготовления обмазки выбрано опытным путем. Если взять высокоглиноземистый продукт (с содержанием оксида алюминия более 40%) менее 8%, то ухудшаются качественные характеристики состава, а если взять его больше 12%, то ухудшаются экономические показатели состава. Если взять хромитопериклазовый порошок меньше 30%, то ухудшаются защитные свойства обмазки, а если больше 35%, то снижается адгезионная способность композиции и прочность сцепления с поверхностью электродов. Если взять замедлитель - сульфосалициловую кислоту не в указанных выше пределах, то неоправданно увеличивается расход компонентов, ухудшаются экономические показатели состава. Если при нанесении состава взять температуру поверхности электродов ниже +5 или выше 60°С, то ухудшаются экономические показатели состава и способа его применения.
1. Характеристики исходных материалов:
1.1. Кислота ортофосфорная НзР04, ГОСТ 6552-80 или кислота ортофосфорная термическая, ГОСТ 10678-76.
1.2. Порошок хромитопериклазовый получают размолом б/у огнеупорного кирпича марок ХП, ГОСТ 5381-93, ПХСС, ГОСТ 10888-93.
| Химический состав порошка: |  |
| Оксид хрома Сr2О3 | 7-26% |
| Оксид магния MgO | 46-66% |
| Оксид кремния SiO2 | менее 6% |
| Фракционный состав | менее 1 мм |
Возможно применение порошков периклазохромитовых и хромитопериклазовых по ТУ 14-8-449-83, ТУ 14-8-596-89, ТУ 14-8-274-78, ТУ 14-8-163-75, имеющих химический состав, аналогичный составу материала кирпича марок ХП и ПХСС.
1.3. Каолин (См. Карклиш А.К. и др. Огнеупорные изделия, материалы и сырье. Справочник. - М.: Металлургия, 1991, стр.374-377).
| Месторождение | Нормативная документация | Марка | Массовая доля Аl2О3, %, не менее |
| Кировоградское | ТУ 14-8-419-83 | КК-0 | 44,0 |
| КК-1 | 41,0 | ||
| Нововоселицкое и Мурзинское | ТУ 14-8-160-75 | НК (МК)-6 | 43,0 |
| Обозновское Кировоградской области | ТУ 14-8-561-88 | КО-0 | 44,0 |
| Положское | ТУ 14-8-137-75 | ПЛК-В | 41,0 |
1.4 Шлак глиноземистый, ТУ 0798-028-00186341-2007 - продукт алюминотермической плавки феррованадия. Химический состав шлака:
| Обозначение марки | Массовая доля компонентов, % | |||||||
| Аl2O3 | СаО | SiO2 | MgO | Сr2О3 | V2O5 | P | S | |
| ШГЧ-60 | 50-75 | 15-25 | 0.2-5,0 | 1,0-12,0 | Не более 2,0 | 0,3-5,0 | He более 0,01 | He более 1,0 |
Фракционный состав - менее 1 мм, получается в результате размола. Возможно применение шлака, аналогичного по содержанию Аl 2О3, от производства других ферросплавов с содержанием Сr2О3 не более 5,0% и MgO не более 12%, в соответствии с примером 1.
1.5. Кислота сульфосалициловая, 2-водная, С7Н6О6S*2Н2 О.
2. Способ получения композиции:
2.1. Первый этап.
Навеску глиноземистого материала (каолин, шлак глиноземистый растворяют при кипячении в течение двух часов в разбавленной ортофосфорной кислоте.
В результате растворения получают водный раствор дигидрофосфата алюминия Аl(Н2РO4)3.
После охлаждения полученного раствора в него добавляют водный раствор сульфосалициловой кислоты и доводят водой плотность до 1,2-1,25 г/см3.
Полученный раствор в герметичной таре может храниться неограниченное время без изменения свойств.
2.1.1. Примеры дозировки компонентов при приготовлении раствора:
Пример 1
| Кислота ортофосфорная | 550 мл |
| Вода | 250 мл |
| Шлак глиноземистый | 60-70 г |
| Кислота сульфосалициловая | 3 г |
| Вода для доведения плотности | в зависимости от массы, испарившейся при кипячении |
Пример 2
| Кислота ортофосфорная | 500 мл |
| Вода | 250 мл |
| Каолин | 120-150 г |
| Кислота сульфосалициловая | 3 г |
| Вода для доведения плотности | в зависимости от испарившейся при кипячении массы |
2.2. Второй этап.
В полученный раствор дигидрофосфата алюминия добавляют хромитопериклазовый или периклазохромитовый порошок при непрерывном помешивании в расчете 37-45 г на 100 мл раствора. Перемешивание продолжают до получения консистенции жидкой кашицы.
Полученную композицию согласно примеру 1 (примеры составов приведены в таблице) посредством пульверизации, погружением или кистью наносят на поверхность электродов, температура которой должна быть не более +60°С, и выдерживают на воздухе. При выдержке композиция проникает в поры электродов и ее большая часть, затвердевая в виде пленки толщиной 0,2-0,5 мм, покрывает электрод.
При испытании способа мастика наносилась на поверхность электрода мочальной кистью. Окрашиванию мастикой подвергалась поверхность верхней части электрода на высоту около 150 мм выше стыка и поверхность нижней части электрода на высоту около 300 мм ниже стыка (критическое сечение, ограничивающее срок эксплуатации электрода). Одно-двукратная покраска позволила получить 30-40% экономии электродов.
3. Защитные свойства мастики обеспечиваются закрытием открытых пор материала электрода и созданием прочной огнеупорной корочки на поверхности электрода при затвердевании мастики, которая препятствует проникновению кислорода атмосферы к материалу электрода. Приготовленная мастика должна быть израсходована в течение не более чем 30 минут.
Таким образом, предлагаемая процедура нанесения обмазки, по сравнению с прототипом, не требует подготовки поверхности электродов и жесткого контроля температуры.
| Компоненты | Примеры составов (вес.%) | |||
| 1 | 2 | 3 | Прототип патент № 2006189 | |
| Высокоглиноземистый продукт с содержанием оксида алюминия более 40% | 8 | 10 | 12 | 42,5 |
| Хромитопериклазовый порошок | 30 | 33 | 36 | |
| Сульфосалициловая кислота | 0,2 | 0,25 | 0,3 | - |
| Ортофосфорная кислота | 61,8 | 56,75 | 51,7 | 52 |
| Углеродистый порошок | - | - | - | 5,5 |
Предлагаемые композиции и способ ее применения реализованы на ОАО «Чусовской металлургический завод» и могут найти применение на любом металлургическом производстве в электродуговых печах.
Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Композиция для защиты электродов электродуговых печей, включающая высокоглиноземистый продукт и ортофосфорную кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хромитопереклазовый порошок и замедлитель - сульфосалициловую кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.%:высокоглиноземистый продуктс содержанием оксида алюминия более 40% 8,0-12,0хромитопереклазовый порошок 30,0-36,0сульфосалициловая кислота 0,2-0,3ортофосфорная кислота остальное
2. Способ защиты электродов электродуговых печей от окисления путем нанесения защитного компонента на поверхность электродов, отличающийся тем, что пропитку поверхности электродов ведут при температуре 5-60°С композицией состава, вес.%:высокоглиноземистый продуктс содержанием оксида алюминия более 40% 8,0-12,0хромпереклазовый порошок 30,0-36,0сульфосалициловая кислота 0,2-0,3ортофосфорная кислота остальное
www.freepatent.ru
Графитовый Электрод для Дуговой Печи
Цена FOB для Справки: US $ 10000.0-30000.0 / Тонн. MOQ: 10Тонн.
- Тип: Графитовые Электроды
- Состав: SiC
- Содержание углерода: Высокоуглеродистое
- Класс: UHP
- Формирование путь: Экструдированный Графит
- Кристалл Морфология: Компактный Кристаллический Графит
-
Поставщики с проверенными бизнес-лицензиями
Поставщики, проверенные инспекционными службами
CIMM GROUP CO., LTD. - провинция: Liaoning, China
ru.made-in-china.com
Способ восстановления графитированных электродов дуговых электросталеплавильных печей
Предложенный способ восстановления графитированных электродов дуговых электросталеплавильных печей относится к области черной металлургии. В настоящее время в плавильных агрегатах используют преимущественно графитированные электроды, расход которых доходит до 15 кг на одну тонну жидкой стали (Крамаров А.Д., Соколов А.Н. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М.: Металлургия, 1976, с. 116). Стоимость этих электродов высока, и в калькуляции затрат на вспомогательные материалы данная статья расходов является наибольшей. Основной причиной разрушения электрода является окисление его поверхности при плавлении шихты и в перерыве между плавками. Графит, являющийся структурной формой углерода, начинает активно взаимодействовать с кислородом уже при температуре 700oС. Создать восстановительную атмосферу в рабочем пространстве дуговой электропечи на протяжении всей плавки невозможно, поэтому для снижения расхода графитированных электродов необходимо периодически восстанавливать их поверхность как в процессе плавления, так и после выпуска металла. В настоящее время восстановление бывших в употреблении электродов практически не применяется, так как существующие способы либо дороги, либо недостаточно эффективны и трудоемки. Известны следующие способы упрочнения поверхности электродов. 1. Пропитка водными растворами солей и кремнийорганическими соединениями. 2. Металлизация - нанесение покрытия распылением алюминия (Костарева Т. В. и др. Электроды для плавки чугуна // Литейное производство. - 1981. - 7. - С. 29) или ферросилиция (Каблуковский А.Ф., Молчанов А. Е., Каблуковская М.А. Краткий справочник электросталевара. М.: Металлургия, 1994, С. 80). 3. Насыщение пиролитическим углеродом, образующимся при разложении углеводородных газов в специальном реакторе с температурой от 950 до 1000oС. Этот способ был разработан для мелких графитовых нагревателей и опок (Александров В. М. Пироуглерод в литейном производстве // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Сб. научных трудов. - Челябинск, ЧГТУ, 1991. - С.4). Все вышеперечисленные способы имеют большие недостатки. Так, для пропитки солями необходимо иметь специальные ванны, для пиролиза - реактор, а для металлизации - металлизатор с трансформатором. Стоимость материалов покрытия и оборудования, повышенные трудо- и энергозатраты значительно увеличивают себестоимость выплавленного металла. Увеличение стойкости в 2-3 раза мелких нагревателей из графита связано с тем, что они используются в печах для направленной кристаллизации, где создается разрежение 10-2 атм и скорость окисления углерода в этих условиях значительно ниже. Главным и общим недостатком всех вышеперечисленных способов является невозможность поддержания (восстановления) покрытия во время плавки и сразу после слива металла, например в случае трехфазной электродуговой печи. Наиболее близок к предлагаемому способ регенерации графитовых электродов после выпуска металла из печи (А.с. СССР 1381738, МКИ Н 05 В 7 7/085. Способ регенерации графитовых электродов плавильных печей / Александров В.М., Кулаков Б.А., Дубровин В.К. (СССР) // Открытия. Изобретения. - 1988. - 10). В этом случае нагретые до температуры пиролиза газа электроды без выема из электрододержателей опускают в реактор и обрабатывают метаном или пропаном. Углеводородный газ, омывая горячие электроды, разлагается с образованием пироуглерода, который должен отложиться в порах и дефектах на поверхности электрода и обеспечить восстановление его поверхности. Следует отметить, что для реализации способа необходимо предварительно отвести свод с электродами от ванны печи. На практике использовать этот способ не предоставляется возможным по следующим причинам. 1. За время отвода свода и подгонки реакторов под электроды последние остывают до температуры 500÷700oС и пиролиза газа не происходит. На скорость падения температуры электродов сильно влияет температура и сквозняки на производственном участке. 2. Не разработано устройство для подачи и подгонки реакторов под электроды. 3. После отвода свода от ванны невозможно подвести три жестко соединенных между собой реактора под электроды, так как распад электродов (расстояние между их нижними концами) не одинаков и может меняться в процессе плавки. 4. Невозможно качественно заправить печь, так как эту операцию приходится проводить при открытой ванне, то есть ускоренном остывании футеровки. 5. Обработка электродов данным способом требует расширения штатов, так как эта операция может проводиться параллельно с заправкой печи ввиду остывания как электродов, так и футеровки. 6. В случае печи с выкатной ванной нет свободного пространства для подведения реакторов. Вышеуказанные недостатки позволяет устранить предлагаемый способ восстановления поверхности графитированных электродов дуговых сталеплавильных печей. Технический результат - снижение расхода графитированных электродов при выплавке стали и сплавов за счет восстановления качества их поверхности пиролитическим углеродом. Это достигается тем, что нагретые до температуры пиролиза газа электроды подвергают обработке углеводородным газом с восстановлением их поверхности пиролитическим углеродом, по изобретению, непосредственно в рабочем пространстве дуговой электросталеплавильной печи в процессе плавки и после выпуска металла, а газ подают через фурму, вертикально перемещающуюся вдоль боковой поверхности электродов и имеющую наконечник в виде полукольца с отверстиями на внутренней поверхности для подачи газа. Существенность отличий предлагаемого способа подтверждается тем, что из патентных и научно-технических источников не выявлено применения предлагаемого способа с указанными параметрами по аналогичному назначению, то есть для поддержания качества поверхности электродов в процессе плавки и после выпуска металла. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. После слива металла из печи в нее через рабочее окно вставляется фурма и на электроды поочередно направляется поток углеводородного газа. Фурма представляет собой металлическую трубу с внутренним диаметром от 15 до 20 мм и толщиной стенки 2 мм. Наконечник образован загибанием трубы в полукольцо радиусом на 20÷50 мм больше радиуса электрода. Торцевое отверстие трубы заварено. На внутренней поверхности полукольца имеются отверстия диаметром от 2 до 3 мм, через которые газ попадает на электрод. Расстояния между отверстиями от 20 до 25 мм. С целью предотвращения прогибания трубы под действием температуры расплавленного металла на нее одевают керамическую трубку, например, 444 выпуска огнеупорного завода г. Одинцово. Обработка газом производится вертикальным перемещением предлагаемой фурмы вдоль нагретой части электрода, имеющей ярко-красный цвет, что соответствует температуре более 900oС. Электроды при обработке обесточены. Расстояние от электрода до отверстий наконечника фурмы составляет от 20 до 50 мм. Таким образом можно пропитать до 500 мм длины электрода на половине диаметра. Переворачивая фурму на 180o, таким же образом обрабатывают вторую половину электрода. Длительность обработки одного электрода составляет от 30 до 50 с. После расплавления шихты и окислительного периода эту операцию возможно повторить. Следует отметить, что особенно эффективен этот способ при выплавке сплавов с высокой температурой выпуска от 1650oС до 1700oС. Расход электродов можно снизить в этом случае с 10÷15 до 8÷9 кг на тонну жидкой стали. Расход углеводородного газа составляет от 0,2 до 0,5 м3/ч на один квадратный метр обрабатываемой поверхности. Для сравнения расход газа по способу-прототипу составляет от 0,60 до 0,95 м3/час на один квадратный метр поверхности электрода. Предлагаемый способ имеет следующие преимущества. 1. Максимальное использование тепла плавильного агрегата - реактором является ванна плавильного агрегата. 2. Кратковременность процесса обработки. 3. Возможность неоднократно использовать способ по ходу одной плавки. 4. Небольшой расход углеводородного газа. 5. Отсутствие сложных механизмов и специальной оснастки. 6. Высокие производительность и экономическая эффективность. Для определения эффективности способа проводили плавки на дуговых печах ДСП-6Н2. Масса плавки стали 110Г13Л составляла от 6,5 до 7,2 т. Сталь получали методом переплава отходов. Нижний электрод в свечке обрабатывали пропаном после получения жидкой ванны после восстановительного периода и выпуска плавки. Два других электрода не обрабатывали. Всего было проведено по три плавки на двух печах. По разнице весов электродов до и после начала кампании определяли их расход. Результаты приведены в таблице. Представленные результаты показывают, что средний расход электродов на выплавку одной тонны жидкой стали 110Г13Л составил 8,54 кг. При обработке электродов пропаном по предлагаемому способу их расход был снижен в среднем до 6,7 кг или примерно на 22%.
Формула изобретения
Способ восстановления графитированных электродов дуговых электросталеплавильных печей, включающий обработку углеводородным газом электродов, нагретых до температуры пиролиза газа, и восстановление их поверхности пиролитическим углеродом, отличающийся тем, что восстановление поверхности электродов производят непосредственно в рабочем пространстве печи как в процессе плавки, так и после выпуска металла из печи, а газ подают через фурму, вертикально передвигающуюся вдоль боковой поверхности электродов и имеющую наконечник в виде полукольца с выполненными на его внутренней поверхности отверстиями для подачи углеводородного газа.
TK4A - Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях "Изобретения (заявки и патенты)" и "Изобретения. Полезные модели"
Страница: 628
Напечатано: Адрес для переписки: 309518, Белгородская обл., г.Старый Оскол, ул. Свердлова, 23, кв. 64, А.В.Стадничуку
Следует читать: Адрес для переписки: 309518, Белгородская обл., г. Старый Оскол-18, до востребования, Стадничуку Александру Викторовичу
Номер и год публикации бюллетеня: 2-2004
Номер и год публикации бюллетеня: 34-2003
Извещение опубликовано: 20.01.2004
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 06.11.2004
Извещение опубликовано: 27.05.2006 БИ: 15/2006
bankpatentov.ru
| Основные Продукции: | Графитированный Электрод, UHP Графитовый Электрод, Л.с. Графитовый Электрод, Рп Графитовый Электрод, Паста Угольного Электрода |
ru.made-in-china.com
Электрод для дуговой электропечи
Изобретение относится к электротермии, в частности к электродам дуговых электрических печей, состоящих из графитовых цилиндрических секций, и может быть использовано в трехфазных дуговых электропечах при производстве стали и цветных металлов. Электрод для дуговой электропечи содержит графитовые цилиндрические секции, соединенные посредством резьбовых соединений. Графитовые цилиндрические секции обладают анизотропией удельного электрического сопротивления по торцам. Цилиндрические секции соединены между собой таким образом, что торцы с высоким удельным электрическим сопротивлением прилегают к торцам с низким удельным электрическим сопротивлением, при этом высокое удельное электрическое сопротивление превышает низкое в 1,2÷2 раза. Техническим результатом является разработка конструкции электрода для дуговой электропечи, обладающего пониженным удельным расходом материала электрода на тонну произведенной стали. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к электротермии, в частности к электродам дуговых электрических печей, состоящих из графитовых цилиндрических секций, и может быть использовано в трехфазных дуговых электропечах при производстве стали и цветных металлов.
Установлено, что в силу технологических особенностей изготовления графитовые секции для электродов дуговых электропечей как западных производителей, например, UCAR (Испания), SGL CARBON (Германия), так и Российских фирм: НовЭЗ (Новосибирский электродный завод), НЭЗ (Новочеркасский электродный завод), обладают существенной разницей удельного электрического сопротивления по торцам. Это обусловлено структурной неоднородностью в теле электрода и особенно по торцам. При хаотической сборке секций в электрод (без учета в указанном различии удельного электрического сопротивления по торцам) при работе электрода возникает значительный перегрев узла соединения. Возникающие при этом термические напряжения снижают механическую прочность соединения, следствием чего являются частые обрывы и поломки, повышенный расход электродов из-за значительного бокового окисления, простой оборудования.
Известен электрод для дуговой электропечи (Патент РФ №2070776, кл. МКИ 6 Н05В 7/085., приор. 07.12.94 г., «Электрод для дуговой электропечи», М.А.Леган), содержащий графитовые цилиндрические секции с резьбовым соединением по торцам, отличающийся тем, что участки материала, обладающего анизотропией удельного электрического сопротивления, расположены так, что удельное электросопротивление минимально вдоль винтовых линий вокруг оси электрода, а направление витков резьбы на торцах секций выполнено противоположным направлению упомянутых винтовых линий.
К недостаткам данной конструкции электрода следует отнести то, что графитовые цилиндрические секции собираются в основном хаотически, без учета различий в удельном электрическом сопротивлении по торцам секций. Это приводит к тому, что зачастую в месте резьбового соединения совпадают торцы с высоким удельным электрическим сопротивлением. Это ведет к повышению суммарного удельного электрического сопротивления в зоне резьбового соединения. При этом возрастают термические напряжения, которые снижают механическую прочность соединения, приводят к поломкам соединительного ниппеля, одновременно возрастает и боковое окисление секций. Все указанные факторы приводят к значительному увеличению удельного расхода электрода, что недопустимо.
Целью настоящего изобретения является разработка конструкции электрода для дуговой электропечи, обладающего пониженным удельным расходом материала электрода на тонну произведенной стали.
Эта задача решена тем, что в известной конструкции электрода, содержащей графитовые цилиндрические секции, обладающие анизотропией удельного электрического сопротивления по торцам и соединенные посредством резьбовых соединений, цилиндрические секции соединены между собой таким образом, что торцы с высоким удельным электрическим сопротивлением прилегают к торцам с низким удельным электрическим сопротивлением, при этом высокое удельное электрическое сопротивление превышает низкое в 1,2÷2 раза.
Упорядочение соединений торцов путем совмещения в зоне резьбового соединения торцов с высоким и низким удельным электрическим сопротивлением позволяет уменьшить суммарное удельное электрическое сопротивление в зоне контакта, не допуская при этом совпадения торцов с высоким значением удельного электрического сопротивления. При превышении верхнего предела соотношения (высокое удельное электрическое сопротивление относится к низкому более чем в 2 раза) возрастает суммарное удельное электрическое сопротивление соединения. Это приводит к значительному перегреву в зоне соединения и, соответственно, возрастает количество поломок, повышается боковое окисление и, как следствие, увеличивается удельный расход. Снижение нижнего предела соотношения (менее 1,2) практически не влияет на дальнейшее уменьшение удельного расхода электрода. Кроме того, равенство УЭС торцов (соотношение равно 1) достигается крайне редко (в силу указанных структурных различиях графитовых секций по торцам).
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена сущность предлагаемого электрода. Графитовые цилиндрические секции 1,2 соединены между собой с помощью резьбового соединения непосредственно или с помощью ниппеля 3. При этом торец, имеющий более высокое значение УЭС прилегает к торцу с низким значением УЭС.
Оптимальность выбранного интервала соотношений подтверждается результатами промышленных испытаний, представленных в таблице. В соответствии с описанной выше конструкцией были изготовлены 50 опытных электродов, которые были подвергнуты сравнительным испытаниям с 50 электродами, изготовленными по описанию конструкции прототипа (контрольные электроды). Относительная ошибка результатов испытаний составила 5-8%.
| Таблица | |||
| Влияние соотношения удельного электрического сопротивления (УЭС) торцов на эксплуатационные характеристики электродов | |||
| Соотношение УЭС торцов | Контролируемые параметрыУЭС, ρ×10-6 Ом*м | Удельный расход, кг/т | |
| Торец с высоким УЭС | Торец с низким УЭС | ||
| 1,0 | 4,5 | 4,5 | 2,10 |
| 1,2 | 6 | 5 | 2,13 |
| 1,6 | 8,3 | 5,2 | 2,40 |
| 2,0 | 11,0 | 5,5 | 2,52 |
| 2,2 | 13,2 | 6,0 | 2,85 |
| Контрольный-прототип | 14,4 | 6,0 | 3,10 |
В качестве объекта испытаний были выбраны серийно выпускаемые на Новочеркасском электродном заводе графитовые цилиндрические секции диаметром 610 мм, изготовленные в соответствии с ТУ 1911-109-052-2003 на игольчатом коксе фирмы «Коноко».
Промышленные испытания проводили на электродуговой сталеплавильной печи, оснащенной трансформатором мощностью 95 МВА, рабочая сила тока 60-70 КА, рабочая плотность тока до 24А/см2, максимальная плотность тока до 25,7А/см2. Средняя продолжительность процесса плавки около 75 мин, работы под током 45 минут.
Во время эксплуатации электродов печь работала в автоматическом и ручном режимах. В процессе плавления шихты и доводки плавки проводилась продувка металла кислородом.
Анализ полученных результатов показал, что удельный расход электродов производства ОАО «Новочеркасский электродный завод», изготовленных по описанию прототипа, составил в среднем 3,10 кг/т, а изготовленных по предлагаемой конструкции (в заявляемом интервале) - 2,35 кг/т (таблица). Считаем, что предлагаемую конструкцию электрода можно рекомендовать и в случае использования графитовых электродов других фирм производителей. Полученные результаты дают основание заявлять, что разработанная конструкция электрода для дуговой электропечи позволяет снизить удельный расход электрода на 18÷31%.
Электрод для дуговой электропечи, содержащий графитовые цилиндрические секции, обладающие анизотропией удельного электрического сопротивления по торцам, соединенные посредством резьбовых соединений, отличающийся тем, что цилиндрические секции соединены между собой таким образом, что торцы с высоким удельным электрическим сопротивлением прилегают к торцам с низким удельным электрическим сопротивлением, при этом высокое удельное электрическое сопротивление превышает низкое в 1,2÷2 раза.
www.findpatent.ru
| Основные Продукции: | Графитированный Электрод, UHP Графитовый Электрод, Л.с. Графитовый Электрод, Рп Графитовый Электрод, Паста Угольного Электрода |
ru.made-in-china.com
