Электродуговые печи (стр. 1 из 6)

Реферат

По «Основам технологии»

Электродуговые печи.

Общие сведения

Наибольшее распространение получили трехфазные дуговые печи с тремя электродами и непроводящей подиной. По принципу нагрева эти печи относятся к типу электродуговых печей прямого действия. В них электрические дуги горят непосредственно междукаждым из электродов и металлической садкой. Нагрев металла происходит в основном за счет тепла, излучаемого дугами. Емкость печей в СССР регламентирована ГОСТ 7206—63. Предусмотрены следующие емкости печей: 0,5; 1,5; 3,0; 6,0; 12,0; 25,0; 50,0; 100, 200, 300, 400 m.

По способу загрузки печи делятся на два типа: печи с загрузкой сверху и печи с загрузкой через рабочее окно. Через рабочее окно загружают печи небольшой емкости, причем загрузка производится или завалочной машиной при помощи мульд, или лотками и в редких случаях вручную специальной лопатой. Печи с загрузкой через окно имеют стационарно укрепленный свод и более простую конструкцию, чем печи с загрузкой сверху.

Более совершенным способом является загрузка печей сверху,хотя она и вызывает значительные усложнения конструкции печи, так как при этом возникает необходимость подъема и отвода свода в сторону. Шихта загружается в один прием в течение 3—6 мин при помощи специальной корзины (бадьи). Резкое сокращение (в 8—10 раз) продолжительности загрузки по сравнению с загрузкой через рабочее окно позволяет повысить производительность печи. Кроме того, при загрузке сверху достигается снижение расхода электроэнергии, лучшее использование объема печи засчет загрузки большого количества шихты, облегчение условий труда.

Печи с механизированной загрузкой сверху разделяются на три типа: 1) печи с выкатываемым корпусом (ванной); 2) печи с откатываемым сводом; 3) печи с поворотным сводом.

В печах с выкатываемым корпусом свод подвешивается к неподвижному порталу. Откат корпуса осуществляется при помощи гидравлического цилиндра или электромеханического привода по рольгангу. В печах с откатывающимся сводом корпус печи неподвижен, а свод вместе с электродержателями подвешен к портальному мосту, который может перемещаться по рельсам, уложенным по обеим сторонам печи.

Наиболее рациональной и распространенной в последнее время является конструкция печи с поворотным сводом. Свод при помощи специальных механизмов приподнимается над корпусом печи на 150—200 мм и отворачивается в сторону на угол 95— 110°. Печи с отворачивающимся сводом имеют следующие преимущества: почти полное отсутствие механических сотрясений кладки печи при подъеме свода, меньший вес печи и ее перемещающейся части, некоторое удешевление конструкции. Подобную конструкцию имеют наши печи большой емкости (см. рис. 109). От емкости печи зависит мощность трансформатора, от которого питается печь, размеры ее рабочего пространства, диаметр электродов и другие технические характеристики. Наиболее важные технические данные печей емкостью 50, 80 (100) и 180 (200) т приведены в табл.1.

Общее устройство типовой электродуговой печи ДСП-80 емкостью 80 т представлено на рис. 109.

Основной несущей металлоконструкцией печи является двухсекторная люлька 1, на которой смонтированы кожух печи 2 с футеровкой, консольный мост З с механизмом поворота и подъема 4 и механизм вращения ванны вокруг вертикальной оси.

Таблица 1

Технические данные электродуговых печей большой емкости

Тип Показатели ДСП-50 ДСП-80/100 ДСП-180/200Номинальная емкость, т ..................... 50 80/100 180/200Диаметр кожуха (внутренний), мм — 6750 8500 Мощность трансформатора, ква 15 000 25 000 45 000Пределы вторичного напряжения трансформатора, в 380—220 417—131 600—150Максимальная сила тока в печи, а 23 550 34 600 43 500Диаметр графитированного электрода, мм 500 550 710Ход электрода, мм................................ 3500 3600 5000Скорость перемещения электродов, м/мин 3—6 2,6 3,44Диаметр ванны на уровне порога, мм 5050 5160 6960Глубина ванны от порога, мм . . . 955 1080 1480Высота от порога до пят свода, мм — 2170 3200Минимальное время наклона печи на угол 40°, сек 120 80 90Расход электроэнергии (расчетный) на плавку, кет-ч/т 620 550 500Расход графитированных электродов, кг/т 7,0 6,0 5,5Общая масса металлоконструкций печи, т 210 450 1160

Консольный мост покоится на литой опорной плите, насаженной на вертикальный вал. К консольному мосту на четырех цепях подвешен свод 5, который поднимается и поворачивается вместе с порталом. Свод набран из огнеупорного кирпича в металлическом кольце 6. Через свод пропущены три графитированных электрода 7. Зазоры между электродами и сводом уплотнены водоохлаждаемыми кольцами 8. Подъем и опускание электродов осуществляется электрическим приводом 9, связанным с рукавами 10 и каретками,передвигающимися по неподвижным стойкам 11, укрепленным на опорной люльке. Печь снабжена приводом для наклона 12 в сторону сливного желоба 13 и главного рабочего окна 14. Загрузка печи производится сверху бадьей 15. При загрузке свод печи поднимается и отворачивается в сторону вместе с консольным порталом. Отдельные элементы конструкции печи ДСМ-80 и других печей рассматриваются ниже.

§ 2. Механическое оборудование печи

Кожух печи выполняется сварным или клепаным из листового железа толщиной 10—30 мм. Он должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать футеровку, металл и шлак, свод и давление расширяющейся при нагреве кладки, причем нагрев самого кожуха не должен превышать 100—150° С. Кожух имеет, обычно коническую или цилиндрическую форму. Коническая форма облегчает изготовление наклонной кладки печи и заправку откосов, увеличивает стойкость футеровки. Для увеличения прочности кожуха его укрепляют вертикальными ребрами, и горизонтальными поясами жесткости. Днище кожуха больших печей делают сферической формы, которая обеспечивает высокую прочность и минимальный вес кладки ономожет быть также коническим с плоской центральной частью или плоским.

Сводовое кольцо служит опорой для огнеупорной кладки свода сварное или клепаное кольцо имеет водяное охлаждение что повышает его стойкость.

В печах с загрузкой сверху для обеспечения герметичности стыка свода и кожуха устраивается песочный затвор. Кольцо свода имеет внизу выступ — нож, который входит в заполненную песком полость верхнего кольцевого пояса жесткости.

Рабочее окно служит для загрузки печей малой емкости, а также для введения различных добавок и флюсующих материалов заправки подины и откосов и др. В печах емкостью 80 т и выше для ускорения этих операций устраивают дополнительно боковое окно Рабочее окно обычно имеет следующие размеры: ширина — 0,4—0,35 диаметра плавильного пространства, высота — 0,8 ширины окна. Окно обрамляется литой или сварной рамой прикрепляемой к кожуху печи. Вверху рамы устанавливают водоохлаждаемую коробку. Рабочее окно перекрывается пустотелой водоохлаждаемой заслонкой. Герметичность прилегания заслонки к арматуре окна обеспечивается наклоном (порядка 5—6° к вертикали) направляющих рамы, в которых движется заслонка Движение заслонки обеспечивается пневматическим или электрическим приводом.

Слитой желоб предназначен для выпуска металла в ковш. Выпускное отверстие — круглое (диаметром 120—150 мм) или прямоугольное (150X250 мм), устраивается с противоположной стороны рабочего окна. На время плавки оно заделывается сухим дробленым доломитом. К выпускному отверстию примыкает металлический желоб, футерованный шамотным кирпичом с огнеупорной обмазкой. Длина желоба всего 1—2 м, чтобы при выпуске не вызывать заметного охлаждения и излишнего окисления жидкого металла.

Уплотняющие кольца (экономайзеры) закрывают промежуток между отверстием в своде и электродом. Они предохраняют электроды от излишнего окисления и нагрева газами, выходящими из печи, обеспечивают герметичность зазора между электродом и сводом. Уплотняющее кольцо выполняется из стали или бронзы в виде полой цилиндрической водоохлаждаемой коробки, которая устанавливается на свод или утоплена в кладку свода. Довольно распространены кольца в виде змеевика из цельнотянутой трубы опускаемого в зазор.

Электрододержатели предназначены для подвода тока к электродам и удержания их на определенной высоте в печи. Электрододержатель состоит из головки, пружинно-пневматического зажима, рукава, телескопической стойки и жесткой части вторичного токоподвода.

Головки электрододержателей изготавливают из стали, бронзы тили латуни и делают водоохлаждаемыми.

Наиболее распространены пружинно-пневматические электрододержатели (рис. 110),которыми оборудованы и печи ДСП-80. Бронзовая контактная головка 1 прижимается к электроду 2 при помощи внешнего хомута 3. Зажим электрода производится пружинным механизмом, состоящим из пружины 4, рычагов 5 и плеч 6.

Отжим осуществляется пневматическим цилиндром 7 с поршнем 8. Перепуск электрода производится дистанционно, с поста управления. Головка электрододержателя крепится к рукаву (консоли), представляющему собой сварную прямоугольную коробчатую балку 9. Рукав прикрепляется к каретке или подвижной стойке, с которой образует Г-образную конструкцию, перемещающуюся в вертикальном направлении внутри неподвижной стойки.

Перемещение электродов осуществляется электрическим или гидравлическим приводом. Печь ДСП-80 оснащена электрическим приводом. Подъем каждого из трех электродов производится рейкой с приводом от электродвигателя, через двухступенчатый червячный редуктор. Опускание электродов происходит под действием веса несбалансированной части подвижных масс электрододержателя и самого электрода, при отсутствии электрода — принудительно при помощи рейки. Ход электродов 3600 мм. Скорость перемещения: при подъеме 1,8—2,5 м/мин, при спуске 1,0—1,5 м/мин. Управление перемещением электродов — автоматическое.