СПОСОБ ПЛАВКИ СТАЛИ В ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА
METHOD OF STEEL MELTING IN ARC STEEL-MAKING FURNACE OF THREE-PHASE CURRENT

Изобретение относится к области электротермической техники, а именно к способам ведения плавки стали в дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока.
Известен способ ведения плавки стали в трехфазной дуговой печи, включающей воздействие электрических дуг на металл в вертикальном направлении (Окороков Н.В. Электроплавильные печи черной металлургии. - М.: Металлургиздат, 1950, с.18-22).
Однако в процессе плавки используются электрические дуги, незаглубленные в ванну металла, в результате чего излучение электрических дуг на металл снижается, а на стены и свод увеличивается, что ведет к увеличению расхода электроэнергии и снижению срока службы стен и сводов печей.
Прототипом изобретения является способ плавки стали в дуговой печи, в котором по мере проплавления шихты элекродуги опускаются вниз и дуги постепенно погружаются в глубь металла (Соколов А.Н. Скоростные плавки стали в дуговых электропечах. - М.: Машгиз, 1963, с.115-116).
Однако ток дуги меняет направление с вертикального на горизонтальное в ванне металла, вследствие чего возникают горизонтальные электромагнитные силы, выдувающие электрические дуги из-под электродов. Экранирующее действие электродов и углубления (лунки) в ванне металла снижается, излучение дуг увеличивается на стены и свод и уменьшается на ванну металла, снижается производительность печи, увеличивается расход электроэнергии.
В основу настоящего изобретения была поставлена задача разработки способа плавки стали, при котором достигаются меньшие потери тепла на свод и стены печи.
Техническим результатом изобретения является повышение КПД дуг, производительности печи и сокращение удельного расхода электроэнергии за счет снижения воздействия излучения дуг на стены и свод печи.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в способе плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока, согласно изобретению, воздействие электрических дуг на металл осуществляется в вертикальном направлении с их заглублением в металл.
Такое воздействие дуг на металл устраняет электромагнитное выдувания дуг из-под электродов.
Вертикальное воздействие дуг на металл с их заглублением в металл и устранением электромагнитного выдувания дуг из-под электродов позволяет повысить КПД дуг за счет увеличения их излучения на металл, снизить расход электроэнергии на 3-5%, повысить производительность печи на 3-4%.
Проведение способа плавки стали в дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока иллюстрируется на чертеже, где изображена схема ведения процесса. Электрическая дуга 1 горит между электродом 2 и металлом 3. Ток дуги протекает в вертикальном направлении от электрода фазы А к подовому электроду «Ноль» фазы А. Под вертикальным воздействием электромагнитной силы в металле образуется лунка 4, в которую заглубляется дуга. Период расплавления считается законченным, когда весь металл в печи перейдет в жидкое состояние.
Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом. Каждая из трех фаз подключается к однофазному трансформатору. Один полюс однофазного трансформатора соответствующей фазы подключается к оводовому электроду печи, а второй полюс - к подовому электроду. Ток дуги протекает вертикально между сводовым и подовым электродами данной фазы и каждая из трех фаз работает независимо друг от друга.
Так как ток дуги не меняет своего направления с вертикального на горизонтальное, то горизонтальная электромагнитная сила отсутствует, выдувание дуги из-под электрода отсутствует, уменьшается ее излучение на стены и свод и увеличивается на ванну металла.
Собственное электромагнитное поле дуги создает вертикальное усилие, которое сжимает дугу и выдавливает из-под нее металл. В результате электромагнитного давления дуги заглубляются в металл, их излучение на металл возрастает. КПД дуг, то есть отношение полезной мощности дуг, идущей на нагрев и расплавление шихты и нагрев жидкометаллической ванны, ко всей мощности дуг, увеличивается, так как уменьшается мощность, излучаемая дугами на свод и стены, и соответственно, увеличивается производительность печи, снижается время плавки и расход электроэнергии.
Предлагаемый способ плавки стали может быть реализован на любой дуговой сталеплавильной печи переменного тока на металлургических и машиностроительных предприятиях. Необходимые однофазные трансформаторы выпускаются промышленностью и используются в частности, для питания электрошлаковых и руднотермических печей.