ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ДУГОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ.
В связи с тем, что основным способом выплавки стали является кислородно-конвертерный, потребляющий меньшее количество лома по сравнению с мартеновским, возникли предпосылки для более быстрого развития электросталеплавильного производства, работающего на твердой шихте. Вторая важная причина развития выплавки стали в электропечах — все возрастающая потребность в легированных сталях и чистом металле из металлизованных окатышей. Развитие электросталеплавильного способа производства стали будет идти параллельно с кислородно-конвертерным.
На металлургических предприятиях с большим объемом производства низколегированной и трансформаторной сталей в основном применяют дуговые трехфазные электропечи вместимостью 50, 100 и 200 т. На специализированных заводах по производству высококачественной и специальной сталей применяют дуговые электропечи вместимостью 3—100 т, индукционные электропечи обычных конструкций и вакуумные.
Высококачественные слитки (по структуре и поверхности) получают в вакуумных электропечах с расходуемым электродом и в печах электрошлакового переплава. В последнее время для получения сталей для атомной и ракетной техники применяют электронно-лучевые плазменные печи; ферросплавы выплавляют в дуговых электропечах на специализированных заводах.
Выплавка стали в дуговых электропечах основана на том, что электрическая энергия превращается в тепловую вследствие электрического разряда, протекающего в газовой среде или в вакууме. В электрическом разряде сосредоточиваются высокая концентрация энергии и огромные мощности в небольших объемах металла, в результате чего получаются высокие температуры и быстрое расплавление металла.
|
|
|
По способу теплового воздействия электрической дуги на металл дуговые электропечи можно разделить на печи с независимой дугой, с закрытой дугой и с зависимой дугой.
Печи с независимой дугой —это дуговые печи косвенного действия, в которых электрическая дуга горит между электродами, а по нагреваемому металлу ток дуги не протекает. Нагрев и расплавление металла осуществляются косвенно, излучением. В таких печах можно плавить металлы и сплавы с низкой температурой испарения, в частности цветные металлы и даже сплавы, содержащие цинк.
Печи с независимой дугой —небольшие (до 500—600 кВ×А), обычно однофазные, служат для плавки металлов с температурой плавления не выше 1300—1400 °С. К дуговым печам косвенного действия можно отнести плазменные установки (плазмотроны).
Печи с закрытой дугой — это дуговые печи сопротивления, в которых электрическая дуга горит в газовой полости, внутри расплавляемой шихты, подключенной последовательно или параллельно с дугой (рис. VI 1.1, а). Вследствие большого сопротивления шихты выделяемое в ней джоулево тепло образует внутри шихты очаг высокой температуры. Эти печи позволяют расплавлять металлы с высокой температурой испарения и возгонки. Такие печи применяют для восстановительных руднотермических процессов, для производства ферросплавов и др. К печам этого типа можно отнести установки электрошлакового переплава, являющиеся по своему принципу печами сопротивления.
|
|
|
Печи с зависимой дугой (рис. VII. 1, б) —дуговые печи прямого действия, в которых шихта, как часть электрической цепи, обтекается полным током, дуговой разряд зависит от свойств расплавляемого металла.
Дуга горит между электродами и расплавляемым металлом, непосредственно нагревая последний. В электропечах с зависимой дугой можно применять длинные графитовые электроды большого сечения, допускающие значительную силу тока, что обеспечивает большую мощность и производительность этих печей. Они получили наиболее широкое распространение для выплавки электростали. В дуговую электропечь энергия вводится через трансформатор, который является неотъемлемой частью электропечной установки.
|
|
|
К дуговым печам с зависимой дугой можно отнести и вакуумные дуговые печи с нерасходуемьм и расходуемым электродами, в которых можно получать еще большие мощности, чем в сталеплавильных, и производить плавку таких тугоплавких металлов, как молибден, тантал, ниобий.
Дуговые электросталеплавильные печи строят с механизированной завалкой шихты, загружаемой сверху бадьей за один—два приема. Печи с верхней загрузкой имеют следующие достоинства: возможность заполнения шихтой почти всего рабочего пространства печи; применение крупногабаритного лома и рациональное размещение его в печи; сокращение паузы между выпуском и началом следующей плавки. В результате повышается производительность печи и уменьшается расход электроэнергии.
Конструкции дуговых электропечей постоянно претерпевают изменения, которые вызваны, с одной стороны, систематическим укрупнением печных агрегатов, а с другой —общим техническим прогрессом в области электрометаллургии.
Дуговые электропечи загружают металлической шихтой сверху саморазгружающимися бадьями (корзинами) при отведенном в сторону своде. В зависимости от схемы относительного смещения корпуса печи и свода различают следующие основные типы электропечей (рис. VII.2): с выкатывающимся корпусом, портал с поднятым сводом и электродами остается на месте (рис. VII.2, а); с выкатывающимся порталом (рис. VII.2, б); с поворачивающимся сводом, свод с электродами поднимается и отводится в сторону (рис. VII.2, в).
|
|
|
Большегрузные печи выполняют с верхней загрузкой с выкатывающимся корпусом (серия ДСВ) и с поворачивающимся сводом (серия ДСП).
Печи с выкатывающимся корпусом требуют больших площадей, увеличивается количество механизмов, повышается металлоемкость, а следовательно, увеличиваются масса печи, стоимость, простои. В последнее время в Советском Союзе и за рубежом выпускают печи, в основном, с поворачивающимся сводом. Объясняется это тем, что опорно-поворотная часть с полупорталом и механизмом поворота компактны, относительно просты по конструкции и не создают затруднений при загрузке печи. Для других типов механизмов необходима значительно большая производственная площадь, они сложнее и менее надежны в работе, затрудняют подачу и установку бадьи. Недостаток печей с поворачивающимся сводом — расположение полупортала и механизма его поворота на люльке — приводит к увеличению массы наклоняющейся части и требует усиления люльки.
Электропечи средней серии ДСП-12, ДСП-25 и ДСП-50 выполняют с гидравлическими приводами основных механизмов, электропечи крупной серии ДСП-100, ДСП-200 изготавливают с электроприводами всех механизмов.
Печи наклоняют в сторону сливного желоба на угол 40—45° для слива металла в ковш и на угол 10—15° в сторону рабочего окна для скачивания шлака. Механизмы наклона дуговых сталеплавильных и рафинировочных ферросплавных печей делятся на секторный, роликовый и цапфовый.
Печь с секторным механизмом наклона опирается на два (в некотрых случаях на четыре) гладких или зубчатых сектора, перекатывающихся по плоским опорам. При этом сливной носок, опускаясь, перемещается вперед.
Печь с роликовым механизмом наклона опирается на систему роликов (с неподвижными или с подвижными осями), объединенных в специальные сепараторы. При наклоне печь поворачивается относительно неподвижной оси, расположенной недалеко от центра тяжести печи, а сливной носок опускается и перемещается назад.
Печь с цапфовым механизмом наклона опирается на две цапфы, расположенные у сливного носка. В этом случае неподвижная ось расположена на значительном расстоянии от центра тяжести печи и сливной носок перемещается незначительно.
Наиболее широкое распространение получил секторный механизм наклона. Роликовый механизм применяют реже, так как у крупных печей ввиду значительного отклонения сливного носка назад затрудняется слив металла в ковш. Цапфовый механизм наклона, в котором создаются большие усилия наклона, применяют редко и только в том случае, когда требуется обеспечить минимальные перемещения струи металла при разливке.
В зависимости от типа привода различают механизмы наклона с гидравлическим и электрическим приводами. Гидравлические приводы получили широкое распространение на печах вместимостью до 50 т. К их преимуществам следует отнести плавность работы и удобство ремонта. Применение гидропривода для более крупных печей усложняется технологическими трудностями изготовления гидроцилиндров большой длины.
Независимо от конструкции к механизму наклона предъявляются высокие требования долговечности и надежности работы, обеспечения легкого и плавного наклона печи на требуемый угол с необходимой скоростью и исключения опрокидывания печи при наклоне.
По месту расположения привода механизмы наклона подразделяются на боковые и нижние. Механизмы бокового типа применяют на печах небольшой вместимости, привод монтируется на стационарной стойке сбоку печи. Такое расположение весьма удобно для эксплуатации, так как привод всегда доступен для осмотра и ремонта и не может быть поврежден при прорыве металла через кожух печи. Однако одностороннее приложение опрокидывающего момента вызывает в кожухе печи большие усилия и деформации, из-за чего механизм наклона бокового типа на печах средней и большой вместимости применять не рекомендуется. На этих печах применяют механизм наклона нижнего типа, приводы монтируют на фундаменте под печью со стороны рабочего окна. Они обеспечивают хорошую устойчивость печи, но защита их от шлака и металла в случае прогара днища менее надежна, чем боковых механизмов.
Для ускорения плавки и повышения производительности на крупных электросталеплавильных печах ванну поворачивают на 40° в одну и в другую стороны вокруг вертикальной оси со скоростью примерно один градус в секунду (т. е. один оборот за 6 мин). Под электродами вместо трех проплавляют девять колодцев, что ускоряет плавку шихты и уменьшает опасность прожи-гания подины.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 2299; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!