Одношлаковый процесс. - Конструкция и принцип работы елктропечи

В связи с интенсификацией процесса электроплавки в последние годы получил большое распространение метод плавки в дуговой печи под одним шлаком. Сущность этого метода заключается в следующем: дефосфорация металла совмещается с периодом расплавления. Во время расплавления из печи скачивают шлак и производят добавки извести.

В окислительный период выжигают углерод. По достижении в металле << 0,035 % Р производят раскисление стали без скачивания шлака ферросилицием и ферромарганцем. Затем присаживают феррохром и проводят сокращенный (50--70 мин) восстановительный период с раскисленем шлака порошками ферросилиция и кокса и раскислением металла кусковыми раскислителями. Окончательное раскисление производят в ковше ферросилицием и алюминием. В некоторых случаях вообще не проводят раскисления шлака в печи порошкообразными раскислителями.

В литейном производстве электродуговые печи используют для выплавки стали из металлического лома и для перегрева жидкого чугуна, получаемого в вагранках.

Электрический режим работы дуговой печи зависит от режима процесса плавки. При расплавлении металлического лома печь работает на максимальной мощности. При доводке жидкого металла до нужного химического состава мощность печи сравнительно невелика.

Регулировать режим печи можно, изменяя напряжение на электродах или длину дуги, т. е. силу тока дуги. В первом случае переключают трансформатор с одной ступени на другую, во втором -- опускают или поднимают электроды с помощью автоматической системы.

Печь подключают к трехфазной сети промышленной частоты напряжением 6000 кВ. Рабочее напряжение на электродах регулируют переключением трансформатора.

Для малых печей предусматривают 2--4 ступени напряжения трансформатора; для крупных печей---до 25 ступеней, что позволяет для каждого режима плавки подбирать оптимальное напряжение. Печные трансформаторы устанавливают на минимальном расстоянии от печи с тем, чтобы уменьшить потери электроэнергии.

В цепь высокого напряжения включают дроссель (реактор), который ограничивает силу тока при коротком замыкании электродов на металл.

Печь состоит из следующих основных узлов: стального кожуха (каркаса), механизма наклона, футеровки (под, стены и свод), электродов и механизма перемещения электродов.

Кожух печи может быть цилиндрической или конической формы, слегка расширяющейся кверху. Кожух сваривают из листовой стали толщиной 12--20 мм. Днище кожуха может быть плоским, коническим или сферическим. В кожухе вырезают отверстия для загрузочного окна и металлической летки. Кожух печи несет на себе всю тяжесть футеровки и расплавляемого металла и испытывает термические напряжения, поэтому он должен быть большой прочности.

Механизм наклона печи. Для слива металла из печи ее необходимо наклонять в сторону сливного носка на 40--45°; для скачивания шлака -- на 10--15° в сторону рабочего окна. Печь надо наклонять с определенной скоростью с помощью специального механизма, находящегося с боку от нее или под ней.

При боковом механизме наклона кожух печи опирается на литую постель, установленную на фундаменте, двумя литыми сегментами, жестко соединенными с кожухом. На сегментах и литой постели выполнены зубцы, надежно фиксирующие печь. Печь наклоняют при вращении винта, который ввинчен в гайку, шарнирно закрепленную на одном из сегментов. Для наклона печи используют также гидропривод.

Футеровка печи. Подина состоит из нескольких слоев. Первый слой, соприкасающийся с жидким металлом и шлаком, -- набивной из огнеупорного порошка. При кислом процессе используют набивку из кварцевого песка, при основном -- набивку из магнезитового порошка. Второй слой подины при кислом процессе выполняют из динаса, а при основном -- из магнезита. Последующие слои -- из шамота, диатомита и асбеста.

Стены печей делают многослойными. Первый слой в зависимости от процесса выкладывают из динасового или магнезитового кирпича, второй -- из шамотного кирпича, третий -- из диатомитового порошка, который, являясь теплоизоляцией, одновременно компенсирует расширение огнеупоров при нагреве печи и тем самым предохраняет ее кожух от разрушения.

Вместо огнеупорных кирпичей иногда применяют набивные блоки, изготовленные из кварцевого песка или магнезитового порошка. Свод изготовляют с помощью специального шаблона из электродинасового нормального и фасонного кирпича.

Электроды. Электрический ток подается внутрь рабочего пространства печи по угольным или графитированным электродам.

Угольные электроды изготовляют из антрацита и кокса, а графитированные -- из искусственного графита. Угольные электроды по сравнению с графитированными имеют меньшую механическую прочность и более низкую электропроводность. Поэтому угольные электроды обычно применяют лишь на малых печах емкостью до 3 т.

Электроды имеют круглое сечение и длину 1000--1800 мм. В торцах электродов сделаны отверстия с резьбой. По мере обгорания нижней части электрода, находящейся в печи, его наращивают. Для этого в верхнюю часть работающего электрода ввинчивают с помощью соединительного ниппеля новый электрод.

Механизация загрузки печи. В печи емкостью 1,5 и 3 т металлолом загружают вручную. При загрузке печей большей емкости применяют специальные механизмы. Наиболее распространен метод загрузки сверху. При загрузке шихты свод печи вместе с электродами поднимают вверх и поворачивают на 80--100°. Открытую печь загружают с помощью специальных загрузочных корзин. По окончании загрузки печи свод возвращают в исходное положение.

Расчет дуговой печи. Определяем мощность трансформатора, кВ-А,

Где WТеор -- удельный расход электроэнергии на расплавление, кВт-ч/т; П -- производительность печи, т/ч; з -- КПД печи, равный 0,5--0,7; cos ц -- коэффициент мощности печной установки, равный 0,8--0,9.

Вторичное напряжение выбирают с учетом мощности трансформатора, габаритных размеров печи, ее емкости и т. д. Для печей небольшой емкости вторичное напряжение 225--300 В, для печей средней емкости 300--400 В и для печей большой емкости до 600 В.

1. Сила тока в электроде печи, А,

Где U2л -- линейное напряжение, В.

2. Диаметр электрода, м,

,

Где j -- допустимая плотность тока в электроде, А/м2,

J==(15ч25)104;

3. Полная высота ванны (угол наклона 45°) до порога рабочего окна, м,

Где А -- коэффициент для основных печей, равный 0,31--0,345, и для кислых печей 0,38; G -- масса стали в печи, т.

4. Диаметр ванны на уровне порога рабочего окна, м,

Где с - плотность жидкого металла, т/м3

5. Диаметр плавильного пространства на уровне верхнего края откоса, м

Где ДН = (0,14ч0,15)Н для печейемкостью до 20 т и (0,12ч0,13)Н для печей большей емкости.

    6. Высота плавильного пространства печи, м 7. Толщина футеровки пода, м 8. Толщина s0 огнеупорного слоя стен 0,23 м для печей 0,5 -1,5 т; 0,30 м для 3-10 т; 0,35-0,40 м для 15,0-40 т. Толщина sТ Теплоизоляционного слоя стен 0,1 м для печей емкостью 0,5-1,5 т; 0,10-0,15 м для 3-10 т; 0,15-0,2 м для 15-40 т. 9. Диаметр кожуха печи, м

Похожие статьи




Одношлаковый процесс. - Конструкция и принцип работы елктропечи

Предыдущая | Следующая