УВЕЛИЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ ГРАФИТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОДА ПУТЕМ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОДУВКИ АРГОНОМ ЧЕРЕЗ ПОЛЫЙ ЭЛЕКТРОД

Авторы

  • П. А. САЛИХАНОВ ПАО «Северсталь», Россия, г. Череповец Автор
  • Д. В. ТУМАНОВ Череповецкий государственный университет, Россия, г. Череповец Автор
  • А. Л. КУЗЬМИНОВ Череповецкий государственный университет, Россия, г. Череповец Автор
  • В. П. ВИНОГРАДОВ ПАО «Северсталь», Россия, г. Череповец Автор
  • А. В. ЦУРКАН Череповецкий государственный университет, Россия, г. Череповец Автор

DOI:

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-3-47-56

Ключевые слова:

установка ковш-печь, графитированный электрод, полый электрод, электрическая дуга, распределение температур, охлаждение, инертный газ, вольт-амперная характеристика

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 %.

Биографии авторов

  • П. А. САЛИХАНОВ, ПАО «Северсталь», Россия, г. Череповец

    ведущий эксперт внепечной обработки КС

  • Д. В. ТУМАНОВ, Череповецкий государственный университет, Россия, г. Череповец

    доцент кафедры транспортных средств и техносферной безопасности

  • А. Л. КУЗЬМИНОВ, Череповецкий государственный университет, Россия, г. Череповец

    профессор кафедры транспортных средств и техносферной безопасности

  • В. П. ВИНОГРАДОВ, ПАО «Северсталь», Россия, г. Череповец

    начальник управления охраны труда

  • А. В. ЦУРКАН, Череповецкий государственный университет, Россия, г. Череповец

    аспирант кафедры транспортных средств и техносферной безопасности

Библиографические ссылки

Ячиков И. М., Портнова И. В., Быстров М. В., Утемисова А. А. Эффективность использования испарительного охлаждения для снижения расхода графитированных электродов в дуговых печах малой емкости

// Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2022. Т. 22. № 1.

C. 67–77.

Окороков Н. В. Дуговые электросталеплавильные печи. — М.: Металлургия, 1971. C. 332–345.

Туманов Д. В., Кузьминов А. Л., Цуркан А. В. И др. Повышение стойкости графитированных электродов

методом водовоздушного охлаждения поверхности // Механическое оборудование металлургических заводов. 2023. Т. 21. № 2. С. 86–87.

Бирюк В. В., Благин Е. В., Угланов Д. А., Цыбизов Ю. И. Течение сжимаемых сред: учебное пособие. —

Самара: Изд-во Самарского университета, 2018. — 212 c.

Опубликован

2026-06-16

Выпуск

Раздел

Металлургическое оборудование и литейное производство

Как цитировать

УВЕЛИЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ ГРАФИТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОДА ПУТЕМ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОДУВКИ АРГОНОМ ЧЕРЕЗ ПОЛЫЙ ЭЛЕКТРОД. (2026). ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации, 80(3), 47-56. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-3-47-56