Устройство для электронагрева жидкого чугуна

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для подогрева чугуна на заключительных операциях его плавки. Цель изобретения - увеличение эффективности подогрева, снижение потерь в короткой цепи при сокращении длины канала и создание условий для рафинирования обрабатываемого чугуна синтетическими шлаками. Установка для электроподогрева жидкого чугуна, содержащая токоподводящие электроды, горизонтальный канал для протекания и перегрева расплава металла, соединяющий приемный и выпускной колодцы и металлическую летку, имеет электрод, введенный в приемный колодец и выполненный подвижным, в колодце выполнена шлаковая летка, а длина канала определяется равенством L = H - (26 - 52) H, где H - разность уровней шлаковой летки в приемном и металлической в выпускном колодцах (толщина слоя шлака), м

H - величина, учитывающая связь геометрических и электрических параметров установки с производительностью плавильного агрегата, м. Выполнение электрода, введенного в приемный колодец подвижным, наличие шлаковой летки в колодце и определение длины канала по указанной формуле позволяют в 1,5 - 1,8 раза повысить эффективность подогрева чугуна, в 8 - 10 раз снизить электропотери. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТ ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1567 4 (51)5 С 2! С 5/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

0PN ГКНТ СССР < ps

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ск лла

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4429502/31-02 (22) 23.05.88 (46) 30.05.90. Бюл, II-" 20 (71) Пензенский политехнический институт (72) В,А. Грачев, Н,А. Горелов и М.В. Грачев (53) 669.18(088.8) (56) Грачев А.В. и Черный А.А. Современные методы плавки чугуна. Приволжское книжное издательство, 1973, с. 252-254, 258-264. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОНАГРЕВА

ЖИДКОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для подогрева чугуна на заключительных операциях его плавки. Цель изобретения — увеличение эффективности подогрева, снижение потерь в короткой цепи при сокращении длины канала и создание условий для рафинирования обрабатываемого чугуна синтетическими шлаками. Установка для электроподогрева жидкого чугуна, содержащая токоподводящие электроды, горизонтальный ка-. нал для протекания и перегрева расплава металла, соединяющий приемный и выпускной колодцы и металлическую летку, имеет электрод, введенный в приемный колодец и выполненный подвижным, в колодце выполнена шлако— вая летка, а длина канала определяется равенством L=H-(26-52)Ь, где !1— разность уровней шлаковой летки в приемном и металлической в выпускном колодцах (толщина слоя шлака), м;

Н вЂ” величина, учитывающая связь геометрических и электрических параметров установки с производительностью плавильного агрегата, м. Выполнение электрода, введенного в приемный колодец, подвижным, наличие шлаковой летки в колодце и определение дли- С ны канала по укаэанной формуле позволяют в 1,5-1,8 раза повысить эф- фективность подогрева чугуна, в laaeL

8-10 раз снизить электропотери. С

Iтабл,,,,I ил, 1567644

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциям устройств, обеспечивающих дополнительный нагрев и обработку расплава чугуна в заключительной стадии его получения.

Бель изобретения — увеличение эффективности подогрева, снижение потерь в короткой цепи при сокращении длины канала и создание условий для рафинирования обрабатываемого чугуна синтетическими шлаками.

Укаэанная цель достигается тем, что в установке, содержащей токоподводящие электроды, горизонтальный канал для протекания и перегрева расплава металла, соединяющий приемный и выпускной колодцы и металлическую летку, электрод, введенный в приемный колодец, выполнен подвижным, в приемном колодце выполнена шлаковая летка, а длина канала определяется равенством

L=H-(26-52)h> 25 где h — - разность уровней шлаковой летки в приемном и металлической в выпускном колодцах (толщина слоя шлака в приемном колодце), м;

Н вЂ” величина, учитывающая связь геометрических и электрических параметров установки с производительностью плавильного агрегата (M), u2 S.сов V

Н=

М с-dT где u — - рабочее напряжение трансформатора, В;

S - сечение канала, м

2.

М - производительность плавильного агрегата> кг/с;

dT — требуемая величина перегрева металла, К; — удельное электросопротивление 45 металла, Омоем; с — теплоемкость жидкого чугуна, Пж/кг К.

На чертеже показана конструкция предлагаемой установки для электронагрева жидкого чугуна.

Установка состоит из футерованной огнеупогчым материалом 1 емкости, имеющей .риемный 2 и выпускной 3 колодцы, соединенные каналом 4. В приемном колодце имеется шлаковая летка 5, в выпускном — металлическая летка 6. В приемный колодец введен подвижной вертикальный электрод 7, имеющий возможность перемещаться вдоль своей оси с помощью механизма

Я перемещения, в выпускном колодце установлен неподвижный электрод 9, нижний торец которого опущен в. колодец ниже уровня выпускной металлической летки для создания условий контактирования его с жидким металлом и замыкания электрической цепи между электродами по расплавленной струе жидкого металла в канале. Конструктивно неподвижный электрод может быть выполнен также горизонтально, но в этом случае возникает опасность прорыва жидкого металла в месте уплотнения электрода. Электроды подключены к печному трансформатору 10.

Поступление жидкого металла от плавильного агрегата в установку для перегрева и обработки осуществляется через горловину 11.

Установка работает следующим образом.

Перед пропусканием через установку металла канал разогревают с помощью переносной газовой горелки, устанавливаемой, например, в отверстие подвижного электрода> который на это время убирается из колодца, а заливочная горловина и шлаковая летка перекрываются, при этом металлическая летка остается открытой, После прогрева канала до температуры, превышающей температуру плавления металла, в заливочную горловину осуществляют заливку металла и шлака, Расплавленный металл через приемный колодец и канал поступает в выпускной колодец, где по закону о сообщающихся сосудах заполняет его до уровня выпускной металлической летки, откуда осуществляется его отбор. В приемном колодце происходит разделение шлака и металла. Шлак, имея меньший удельный вес, заполняет приемный колодец до уровня шлаковой летки, откуда осуществляется скачивание его излишков.

Расплав металла в выпускном колодце контактирует с неподвижным электродом,а в приемном колодце контакт осуществляется с помощью подвижного желоба. Таким образом, замыкается электрическая цепь: подвижный электрод — расплав шлака — расплав металла в приемном колодце — струя металла в канале — расплав металла в выпускном колодце — неподвижный элект6 7644

45

15 род, и происходит обработка жидкого металла шлаком в приемном колодце и его перегрев в канале. Наличие ванн металла в приемном и выпускном колодцах обеспечивает ферростатическое давление, предотвращающее образование пинг-эффекта, что обеспечивает стабильность процесса перегрева.

Наличие слоя шлака в приемном колодце обеспечивает не только обработку (рафинирование) расплава металла, но и способствует резкому увеличению электрического сопротивления электрической цепи между электродами, так как удельное электрическое сопротивление шлака на несколько порядков превышает удельное электрическое сопротивление жидкого металла, что в свою очередь позволяет сократить длину канала для перегрева и уменьшить габаритные размеры установки в целом, В таблице приведен пример испытания предлагаемой установки в сравнении с известной (УЭП 500/71, Как видно из таблицы, для достижения результатов, полученных в известной установке, в предлагаемой возможно сокращение канала почти вдвое. При этом приложено сетевое напряжение 220 В, что.позволяет оТ казаться от использования печного трансформатора и улучшить энергетические показатели установки в целом, Таким образом, длина канала определяется по выражению

Е=Н-(26-52h) или с учетом величины, учитывающей связи, геометрических и электрических параметров установки с производительностью, она равна

„z

L H-(2б-52) йсат р

Как видно, выражение Н по сути определяет длину канала в том случае, если он замкнут накоротко. Таким образом, за счет нового конструктивного исполнения установки можно длину канала значительно сократить, что в условиях действующих литейных цехов с ограниченными возможностями по пло-, щадям имеет очень важное значение.

Новое конструктивное исполнение установки позволяет повысить надежность ее работы (исключает возникновение пинч-эффекта), увеличивает КПД перегрева при сокращении длины канала и создает условия для внепечной обработки электрошлаковым способом в приемном колодце, формула и з о б р е т е н и я

Устройство для электронагрева жидкого чугуна, содержащее приемный и выпускной колодцы с установленными в них токоподводяшими электродами, горизонтальный канал, соединяющий колодцы, летку для слива расплава, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения эффективности подогрева, снижения потерь в короткой цепи, оно снабжено леткой для слива шлака, установленной в приемном колодце выше уровня лещади летки для слива расплава, электрод в приемном колодце установлен с воэможностью перемеще35 ния, а длина L канала определяется из соотношения

L=H-(26-52)h, где h — разность уровней шлаковой летки в приемном и металлической в выпускном колодцах (толщина слоя шлака), м, Н вЂ” величина, учитывающая связь геометрических и электрических параметров установки с производительностью плавильного агрегата, м.

1567644

Контролируемые величины

Испытуемая установка

Длина Диаметр кана- канала, ла, мм мм

Потери в короткой цепи, Х

Увеличение темПриложенное наРасход энергии при

ОТ=100 К пературы, ДТ пряжение, В

40 30

УЭП 500/7

Предлагаемая

100

900

Составитель А. Бармыков

РедактоР F.. Ходакова ТехРед д.Олийнык Корректор Т Палиа

Подписное

Тираж 500

Заказ 1303

ВННИПН Государственного комитета по изобретениям и открытиям при rKHT Cccp

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

900 . 850

500

39

220

100

21

23

27

28