УВЕЛИЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ ГРАФИТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОДА ПУТЕМ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОДУВКИ АРГОНОМ ЧЕРЕЗ ПОЛЫЙ ЭЛЕКТРОД

Аннотация

В связи с тем, что основным источником тепловой энергии в установке ковш-печь является электрическая дуга между жидким металлом и электродной свечой, наблюдается значительный расход графитированных электродов. Верификация данных подтвердила зависимость уменьшения массы электрода от температуры контактной среды. В качестве решения проблемы высоких температур предложена подача инертного газа (аргона) через осевое отверстие электрода. Из разработанной одномерной теплофизической модели определили
необходимый и достаточный диаметр осевого канала при заданной температуре аргона на выходе из электрода 1100 °С. Предпочтительный расход аргона — 700 н.л/мин, при этом диаметр осевого канала находится в пределах 45‒53 мм. Для верификации полученных результатов и изучения распределения температур в электроде проведено моделирование процесса в программной среде ANSYS. Изменение температур произошло только в теле электрода, на поверхности распределение температур изменилось незначительно. При подаче аргона пятно высоких температур (3000‒4000 °С) сместилось к оси электрода и не уходит с торцевой поверхности на боковую. Для верификации полученных теоретических данных подготовлены две электродные свечи с диаметрами осевых отверстий 20 и 50 мм. Подача аргона составила 340 н.л/мин и 700 н.л/мин соответственно. Для формирования сравнительной базы замерены вольт-амперные характеристики для разных режимов доводки металла на стандартных и полых электродах с различным расходом инертного газа. В ходе опытных плавок удалось выявить снижение амплитуды и колебания напряжения и тока при использовании электродов с осевым отверстием. В результате расход электродов снизился на 17 %, а энергопотребление установки — на 5,5 %.