×
27.05.2013
216.012.448d

ПЕЧЬ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к печам электрошлакового переплава металлосодержащих отходов с применением нерасходуемых электродов. В печи используется нерасходуемый электрод, выполненный с проходящим по всей длине осевым отверстием для образования в его торцевой части электрической дуги, при этом нерасходуемый электрод снабжен наконечником из карбидообразующего материала с осевым отверстием, который расположен ниже торца воронки, причем нерасходуемый электрод, воронка и кристаллизатор размещены соосно между собой, а на внутреннюю поверхность верхней части кристаллизатора нанесен напылением огнеупорный слой. Изобретение позволяет осуществить плавление металлосодержащих отходов в объеме электрической дуги под шлаком в восстановительной атмосфере, что существенно повышает качество получаемых металлических заготовок. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электрометаллургии стали и может быть использовано при переработке металлосодержащих отходов (металлошлаковой стружки, металлизованных окатышей, кусков металла, шлаков с корольками металлов и т.д.) в печах [1, 2] электрошлакового переплава (ЭШП).

Известны печи электрошлакового переплава [3с 227, рис.8-1], в которых сущность процесса заключается в следующем. Расходуемый электрод (поз.1 на рис.8-1) из переплавляемого металла погружается в слой жидкого электропроводящего шлака (2), размещенный в водоохлаждаемом металлическом кристаллизаторе (3), к которому примыкает водоохлаждаемый поддон (4). Электрический ток, проходящий по электроду (1) и шлаку (2), поддерживает последний в расплавленном состоянии. Часть тепла, выделяемого в шлаковой ванне, передается электроду, торец которого оплавляется. Использование печи на основе данного метода [1,3] электрошлакового переплава (ЭШП) для переработки отходов (стружки, окатышей и др.) не является технологически и экономически эффективным из-за значительных потерь [2] и затрат тепла на расплавление электрода.

В целях снижения тепловых потерь в системе электрод-шлак-кристаллизатор применяют схему ЭШП [1] с.58, при которой шлаковая ванна размещается в футерованной огнеупорами емкости, установленной над водоохлаждаемым медным кристаллизатором. Известна работа [1, рис.26, с.60] по выплавке стальных слитков методом дугового шлакового переплава (ДШП). В печи поэтому методу, в отличие от печей ЭШП [2, 3] используется устойчивый дуговой разряд (электрическая дуга) между торцом расходуемого электрода и поверхностью жидкого металла. Промышленной проверкой установлено [1, с.60], что печь непрерывного действия по методу ДШП может дать непрерывную заготовку металла, не уступающую таковой при выплавке [1, 2] по методу ЭШП со значительно меньшими (в 1,5-2 раза) энергетическими затратами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является печь ЭШП по методу электрошлакового переплава [4] металлической стружки (рис.2, с.29), включающая бункер (1), весовой дозатор (2), воронку (4), электрод (5), источник питания (6), тиристорный регулятор тока (7) и водоохлаждаемый кристаллизатор (8). Данная конструкция печи ЭШП [1, 4] предусматривает схему плавки стружки, мелких кусков металла [4 рис.2, с.29] или других металлоотходов при помощи дозирующего устройства (2) с использованием для подогрева шлака с помощью расходуемого металлического и нерасходуемого графитизированного электрода, например графитового [5].

Подачу стружки (окатышей и др.) в кристаллизатор [4, поз.8 на рис.2] осуществляют таким образом, чтобы исключить возможность замыкания цепи электрод-стружка-кристаллизатор. Для интенсификации процесса плавления в печи ЭШП стружку и другие металлоотходы подают в наиболее горячую приэлектродную шлаковую зону, что обеспечивается ленточным дозатором (3) и шнековым питателем (4).

Недостатком данной конструкции печи электрошлакового переплава является то, что в технологической схеме [4] системы электрод-шлак-кристаллизатор используется принцип генерации тепла за счет подвода электрического тока через электрод к шлаку без образования электрической дуги, что не позволяет интенсифицировать теплообмен путем излучения дуги, а следовательно, меньшая доля тепла в системе электрод - шлак используется на плавление стружки (окатышей и др.) в шлаковом расплаве под электродом.

Изобретением является обеспечение в предлагаемой печи ЭШП (фиг.1) более высоких температурных условий за счет использования тепла излучения для плавления стружки и других металлосодержащих отходов в приэлектродном пространстве в системе электрод - шлак - кристаллизатор на основе образования электрической дуги в этой системе на выходе из отверстия в торцевой части электрода [5, 6], что не предусматривается в прототипе [4] и в других известных конструкциях печей ЭШП [1, 3].

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой новой конструкции печи ЭШП используется (фиг.1) нерасходуемый электрод (12), который по всей своей длине имеет осевое отверстие (13) с выходом из него при работе печи электрической дуги (21), причем оси электрической дуги (21), воронки (6), кристаллизатора (7) и нерасходуемого электрода (12) размещены соосно между собой в шлаке (2), а внутренняя поверхность верхней части кристаллизатора (7) имеет напыленный футерованный огнеупорный слой (22), причем нерасходуемый электрод (12) в печи имеет на конце наконечник (25) с осевым отверстием (13), который выполнен из карбидообразующего материала [5], в шлаке (20) торец наконечника (25) размещен ниже торца воронки (6) в верхней части кристаллизатора (7) и, к тому же, над желобом (5) установлены бункер (2) и весовой дозатор (3), которые предназначены для подачи отходов через воронку (6) в водоохлаждаемый кристаллизатор (7), в верхней части нерасходуемого электрода (12 в осевом отверстии (13) размещены приемная воронка (11) с трубой (10) так, чтобы через воронку (11) подавался бы шлакообразующий и углеродсодержащий материал, а по трубе (10) аргон (азот) или другой газ, например природный, а также в печи ЭШП предусмотрено, что верхняя часть кристаллизатора (7) имеет в стенке отверстие и патрубок (шлаковую летку) для отвода жидкого шлака (8) из кристаллизатора (7) в шлаковую чашу (9).

Кроме того, в печи ЭШП (фиг.1) предусмотрено, что нерасходуемый электрод (12) с наконечником (25) подсоединен к источнику питания (17) и имеет регулятор тока (18), а на выходе из кристаллизатора предусмотрен механизм вытяжки затвердевшей (24) металлической заготовки [4].

Общий вид конструкции предлагаемой печи ЭШП приведен на фиг.1, а особенности ее работы заключаются в следующем. После закрепления в печи нерасходуемого электрода (12) с наконечником (25) из графитизированного материала по центру воронки (6) и кристаллизатора (7) и установления затравки (металлической шайбы) на поддоне подают электроэнергию (15) к электроду (12) с образованием электрической дуги (21) между электродом и стружкой (16) на металлической шайбе. При дуговом разряде (21) начинает расплавляться стружка (16) и шлакообразующий материал с образованием на поддоне (металлической шайбы) жидкого шлака (20) и расплавленного металла (23) в верхней части кристаллизатора (7), где имеется напыленный футерованный из огнеупора слой (22). Далее, по мере накопления жидкого металла (23) в кристаллизаторе осуществляется вытяжка затвердевшего стального слитка (24), а в зону электрической дуги (21) с высокими температурами, соответственно, в печи ЭШП (фиг.1) предусмотрена технология непрерывного обновления шлака (20) и его скачивания через шлаковую летку (8) в шлаковую чашу (9). Для обеспечения вспенивания шлака и восстановительных условий при плавлении отходов осуществляется подача в шлак (20) углеродсодержащего материала в потоке аргона (10) или другого газа, например природного газа, который, к тому же, снижает или устраняет окисление [5, 6] торцевой части электрода (25), подается необходимый расход стружки (16) или других металлосодержащих отходов по схеме, например, печи непрерывного ЭШП [4 с.60 рис.26]. Подача стружки (окатышей и других материалов) в зону жидкого шлака (20) и электрической дуги (21) в приэлектродном пространстве осуществляется (см. фиг.1) по тракту бункер (2) с крепежами (1), весы-дозатор (3) и воронку (6) над кристаллизатором (7).

Шлакообразующие материалы подаются в зону жидкого шлака (20) и электрической дуги (21) через промежуточную воронку (11) с помощью загрузочного устройства, а аргон (азот) или другой газ по трубе (10) по осевому отверстию (13) нерасходуемого электрода (12) в кристаллизатор (7). Нерасходуемый электрод (12) удерживается электродержателем (15) с токоподводом (19). Электрический ток от источника питания (17) подается на электрод (12) с применением системы регулирования мощности дуги (18).

Экспериментальная проверка работы печи ЭШП (фиг.1) в лабораторных условиях подтверждает принципиальную возможность и эффективность практического использования данной конструкции печи непрерывного электрошлакового переплава металлосодержащих отходов (стружки, окатышей и т.д.). Этот принцип работы печи ЭШП частично рассмотрен в работе [1 с.60, рис.26] с подтверждением ее практического использования [4 с.29, рис.2].

Внедрение в практику использования электрошлакового переплава металлосодержащих отходов на основе новой конструкции печи (фиг.1) позволит осуществлять переплавку отходов в высококачественную сталь при снижении в 1,5-2 раза энергетических затрат в сравнении с типовой схемой ЭШП по прототипу [4 с.29, рис.2] и по данным работ [1, 3].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.Г.Глебов, Е.И.Мошкевич. Электрошлаковый переплав. М.: Металлургия, 1985, - 343 с.

2. И.Ю.Лютый, Ю.В.Латаш. Электрошлаковая выплавка и рафинирование металла. Киев: Наукова думка, 1982, - 185 с.

3. А.Д.Свенчанский, М.Я.Смелянский. Электрические промышленные печи. М.: «Энергия», 1970, - 264 с.

4. А.Е.Вомков, А.Г.Шакимов. Производство легированной стали методом электрошлакового переплава стружки. М.: Сталь №12, 1989, с.27-30.

5. Патент РФ №2158062. Способ защиты нерасходуемого электрода в шлаковом расплаве. www.kifa-patent.ru.

6. Швеция 12В13П. Способ восстановительной плавки окислов железа с использованием полого электрода в дуговой печи. Заявка 449108 от 25.05.81, №8103267, МКИ С21В 11/10.


ПЕЧЬ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 229 items.
10.01.2013
№216.012.18ee

Способ удаления титана из высокохромистых расплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для рафинирования от титана сталей и сплавов на железной основе, в частности для рафинирования ферросплавов хрома с различным содержанием углерода. В способе производят выпуск металла из печи в ковш, наводят на поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471874
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bca

Способ обработки канала алмазной вставки сопла

Изобретение относится к способу изготовления алмазных сопел, в частности к обработке струеформирующего канала алмазной вставки сопла для газо- и гидроабразивных устройств. Канал вставки сопла подвергают черновому шлифованию крупнозернистым алмазным микропорошком. Затем проводят окончательную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472608
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1f25

Способ варки стекломассы и стекловаренная печь с барботированием слоя стекломассы

Изобретение относится к способу варки стекла и стекловаренной печи с барботированием слоя стекломассы. Техническим результатом изобретения является увеличение производительности печи, стабилизация физических свойств стекломассы, интенсификация процессов силикатообразования, осветления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473474
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2b43

Устройство для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к обработке металлического расплава рафинирующим шлаком. Устройство содержит открытую снизу, частично погружаемую в металлический расплав, емкость, в которой установлена огнеупорная перегородка, образующая рафинировочную камеру,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476602
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b44

Способ выплавки стали в дуговой печи

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам выплавки стали в электропечах с погруженными в шлаковый расплав расходуемыми графитовыми электродами при непрерывной подаче металлизованных окатышей в шлаковый расплав одновременно с углеродсодержащим материалом, газом через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476603
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b48

Способ обработки железорудных окатышей

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для упрочнения железорудных окатышей. Сформированные путем окомкования влажной шихты в окомкователях окатыши упрочняют обжигом. После обжига окатыши обрабатывают в импульсном магнитном поле прямоугольной формы, число импульсов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476607
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e15

Способ переработки низкосортных молибденитовых концентратов

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки и разложения низкосортных молибденитовых концентратов с получением молибдата кальция, пригодного для выплавки ферромолибдена. Способ включает двустадийную обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477328
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c6

Комбинированный алмазный инструмент для получения отверстий с задней подрезкой и выточкой

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к алмазным инструментам, предназначенным для получения отверстий с задней подрезкой и выточкой на входной части отверстия путем его отклонения от оси сверления. Инструмент содержит хвостовик и рабочую головку, установленную на конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478024
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.312d

Способ извлечения металлов из силикатных никелевых руд

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке силикатных руд, отвалов, техногенных продуктов, преимущественно силикатных никелевых руд. Способ извлечения металлов из силикатных никелевых руд включает рудоподготовку руды дроблением, классификацией и сортировкой, биодеструкцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478127
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.3132

Высокопрочный сплав на основе алюминия с добавкой кальция

Изобретение относится к области металлургии материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 100-150°С, таких как детали летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478132
Дата охранного документа: 27.03.2013
Showing 1-10 of 230 items.
10.01.2013
№216.012.18ee

Способ удаления титана из высокохромистых расплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для рафинирования от титана сталей и сплавов на железной основе, в частности для рафинирования ферросплавов хрома с различным содержанием углерода. В способе производят выпуск металла из печи в ковш, наводят на поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471874
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bca

Способ обработки канала алмазной вставки сопла

Изобретение относится к способу изготовления алмазных сопел, в частности к обработке струеформирующего канала алмазной вставки сопла для газо- и гидроабразивных устройств. Канал вставки сопла подвергают черновому шлифованию крупнозернистым алмазным микропорошком. Затем проводят окончательную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472608
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1f25

Способ варки стекломассы и стекловаренная печь с барботированием слоя стекломассы

Изобретение относится к способу варки стекла и стекловаренной печи с барботированием слоя стекломассы. Техническим результатом изобретения является увеличение производительности печи, стабилизация физических свойств стекломассы, интенсификация процессов силикатообразования, осветления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473474
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2b43

Устройство для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к обработке металлического расплава рафинирующим шлаком. Устройство содержит открытую снизу, частично погружаемую в металлический расплав, емкость, в которой установлена огнеупорная перегородка, образующая рафинировочную камеру,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476602
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b44

Способ выплавки стали в дуговой печи

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам выплавки стали в электропечах с погруженными в шлаковый расплав расходуемыми графитовыми электродами при непрерывной подаче металлизованных окатышей в шлаковый расплав одновременно с углеродсодержащим материалом, газом через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476603
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b48

Способ обработки железорудных окатышей

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для упрочнения железорудных окатышей. Сформированные путем окомкования влажной шихты в окомкователях окатыши упрочняют обжигом. После обжига окатыши обрабатывают в импульсном магнитном поле прямоугольной формы, число импульсов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476607
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e15

Способ переработки низкосортных молибденитовых концентратов

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки и разложения низкосортных молибденитовых концентратов с получением молибдата кальция, пригодного для выплавки ферромолибдена. Способ включает двустадийную обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477328
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c6

Комбинированный алмазный инструмент для получения отверстий с задней подрезкой и выточкой

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к алмазным инструментам, предназначенным для получения отверстий с задней подрезкой и выточкой на входной части отверстия путем его отклонения от оси сверления. Инструмент содержит хвостовик и рабочую головку, установленную на конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478024
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.312d

Способ извлечения металлов из силикатных никелевых руд

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке силикатных руд, отвалов, техногенных продуктов, преимущественно силикатных никелевых руд. Способ извлечения металлов из силикатных никелевых руд включает рудоподготовку руды дроблением, классификацией и сортировкой, биодеструкцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478127
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.3132

Высокопрочный сплав на основе алюминия с добавкой кальция

Изобретение относится к области металлургии материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 100-150°С, таких как детали летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478132
Дата охранного документа: 27.03.2013
+ добавить свой РИД