[发明专利]在电弧炉中的熔化方法和熔化设备

说明书

本文描述的一些实施例涉及一种用于在电弧炉(11)中熔化金属材料(M)的方法，该方法包括将固体金属材料(M)装载到电炉(11)中的步骤、为电炉(11)供应电力并在至少一个电极(13a、13b、13c)和金属材料(M)之间产生电弧的步骤，以及熔化固体金属材料(M)以获得熔融材料的步骤。本文描述的一些实施例涉及一种用于熔化金属材料(M)的设备，该设备包括电弧炉(11)和适于为电炉(11)供电的电力供应设备(31)。

技术领域

本发明涉及在电弧炉中的熔化方法和对应的熔化设备。

特别地，本发明应用于用于熔化金属材料的电炉领域。

本发明的优选的但非限制性的实施例旨在用于三相电弧炉。

背景技术

电弧炉的熔化周期通常提供以下操作步骤：

-通过从上方卸载的篮子或通过用废料和/或预还原铁(DRI)进料的连续装料运输设备或它们的组合将金属材料(通常是废料)装料到炉子；

-产生电弧，在此期间朝向金属材料降低电极，直到触发电熔化弧，该电熔化弧在电极末端和待熔化材料之间产生；

-通过所产生的电弧对金属材料的层进行穿孔，从而开始实际熔化废料，以便使废料达到完全熔融状态；

-形成熔融金属熔池；

-精炼熔融材料以调节熔池的温度和钢的碳含量和/或通过添加化学成分定义所需的钢组成；

-在可能的结渣后排出电炉中存在的熔融材料。

装载操作、电弧产生和穿孔可以在单个熔化周期期间重复几次。例如，在将第一金属材料装料引入到炉子中并且熔化所述装料之后，可以引入另一金属材料装料，并且随后也将这一金属材料装料熔化，然后进行熔融材料的精炼。

在连续装料熔化过程的情况下，上述熔化周期是不同的，并且通常提供将第一篮装载到炉子中，随后熔化以产生足够液位的液池，随后连续引入待熔化的材料以达到所需的排出量。

在穿孔步骤期间，电极和金属材料的装料之间的电弧具有非常不稳定的作用，该作用随着熔化的进行而逐步地改善。同时，这会导致吸收的电力的突然的和意外的变化，这也对电力供应网络产生负面影响，可能会损坏其供电的用户机器。电弧炉可由交流变压器或直流电力供应供电，通常需要尽可能保持电极的电参数之间的平衡，以免对网络产成干扰。

典型地，交流电弧炉使用三个电极来熔化材料。电极应承受均匀的负载并具有均匀的消耗。熔化装料材料的电弧在电极和材料之间触发和关闭，产生高辐射。为此，在传统炉子中电极组的通常定位是在炉子的中心，以便距炉子本身的壁有适当的距离。

直流电弧炉在阴极和与阳极接触的材料之间触发电弧：这些元件通常可以由两个电极组成，或者由一个电极和位于炉子底部的一个或多个金属块组成。

可以升高或降低电极，但电极相对于炉子主体具有固定的位置；此外，通常它们必须同时投入使用。

如上所述，在电弧炉中最熟知的装料的类型包括连续装料，其中运输系统不断地进料按尺寸组合的一定体积的废料，以便在所需时间(例如根据大约50分钟的铸造/加热时间)内构成熔池体积。

另一种经典的装载系统包括篮子，篮子通常从2个到3个变化并且由不同尺寸和类型的废料层组成，总是为了在铸造时间内获得所需的熔池体积。

第三种类型的装料通过用于进料预还原铁的(通常是气动的)系统发生，和/或通过在惰性气体中运输。

组合这些废料装载系统中的一些也是已知的，例如用篮子开始以形成液池并使用连续装载系统继续。