Период прохождения практики с 09. 02. 2012 по 13. 06. 2012 г


Глава 4.Производство стали в дуговых печах



страница9/17
Дата28.11.2017
Размер1.2 Mb.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   17

Глава 4.Производство стали в дуговых печах


Производство стали в электропечах относится к области техники, именуемой общим понятием «электрометаллургия». По сути, электрометаллургия охватывает все промышленные способы получения металлов и сплавов с помощью электрического тока (в сталеплавильных электропечах, в руднотермических печах, в агрегатах электрохимических производств и др.). Чаще всего под словом «электрометаллургия» понимают отрасль техники, в которой стали и сплавы получают с использованием электрической энергии как источника тепла, а с понятием «электропечь» связывают соответствующий агрегат для получения стали и сплавов.

Принято считать, что прототипом современных ДСП является изобретенная в 1899г. во Франции инженером П. Эру печь прямого действия с двумя электродами, подводимыми к металлической ванне. Ток между электродами замыкался через ванну, а дуга горела между каждым из электродов и ванной. Первые ДСП типа «печи Эру» были построены в Германии в 1905 г. (емкостью 500 и 1500кг), в США в 1906г. (емкостью 3 т). На начальном этапе развития ДСП были однофазные. Дальнейшее их совершенствование показало преимущество печей трехфазных, питаемых переменным током.



4.1. Конструкция дуговой печи


Общий вид современной ДСП показан на рис.12.Она оснащается следующими основными элементами:

  • корпус печи;

  • футеровка;

  • свод;

  • водоохлаждаемые элементы и система охлаждения;

  • механизм открывания донного выпускного отверстия;

  • вторичный токоподвод;

  • стойки электрододержателей с механизмом перемещения;

  • шахта с системой направляющих роликов;

  • портал (или беспортальная конструкция) с системой подъема и поворота свода;

  • люлька и механизм наклона печи;


Рис.12 Общий вид современной ДСП средней емкости (вид на рабочее окно)

фундамент печи. image2


c:\users\user\desktop\учебные материалы\введение в специальность\практика\производство стали\media\image3.png

Рис.12 Окончание (вид сверху)

1 - корпус печи; 2 - футеровка печи; 3 -
свод; 4 - электрододержатели; 5 - стойки электрододержателей; 6 - шахта с системой направляющих роликов и механизмом подъема свода; 7 - механизм поворота свода; 8 - элементы беспортальной конструкции; 9 - люлька с механизмом наклона печи; 10 - фундамент; 11- патрубок газоотсоса сводовый; 12 - воронка загрузочная; 13 -система охлаждения печи; 14 - рабочее окно; 15 - вторичный токоподвод; 16 сталевоз.

Корпус печи состоит из днища (нижней части корпуса), кожуха (верхней части корпуса), устройства для выпуска металла из печи и рабочего окна.



Днище дуговой печи выполняется из листа толщиной 16...40 мм (для печей емкостью 6...250 т). На печах малой емкости днище выполняется в виде усеченного конуса, на печах средней емкости - сферическим или многоконусным и на большегрузных печах - сферическим. По периметру сферическая оболочка днища обрамляется тороидальным кольцом, переходящим в цилиндрическую часть. На верхней части днища, как правило, на уровне откоса, размещается фланец. В цилиндрической части днища делаются вырезы под раму рабочего окна и постель сливного носка, на электропечах с донным выпуском в днище устраивается выпускное отверстие.

Кожух, или верхняя часть корпуса, до появления водоохлаждаемых панелей также выполнялся из листа толщиной 16...40 мм. В верхней части кожуха устраивался песочный затвор, в нижней имелся фланец для соединения с днищем. В кожухе делался вырез под верхнюю раму рабочего окна. С появлением водоохлаждаемых стеновых панелей появилась каркасная конструкция кожуха. В этой конструкции равномерно по периметру расположенные стойки скрепляют кольцевые жесткости, верхние из которых используются в качестве подводящего и отводящего воду коллекторов. Стойки и кольцевые жесткости выполняют из труб или сварными прямоугольного сечения из листа.
Свод классической конструкции состоит из сводового кольца и огнеупорной кладки. В кладке обязательно наличие трех отверстий под электроды. В зависимости от конструкции печи в кладке также могут быть отверстия для отсоса газов (четвертое отверстие), загрузочной воронки и сводовой фурмы. Кладка свода выполняется из хромомагнезитовых, магнезитохромитовых, периклазохромитовых или высокоглиноземистых огнеупоров. Толщина кладки свода на электропечах емкостью 5...200 т составляет 230...460 мм

В основу современных водоохлаждаемых сводов заложена идея многосекторного свода со съемной центральной частью. Каркас периферийной водоохлаждаемой части свода состоит из основного кольца, изготовленного обычно из двух связанных между собой труб, центрального опорного кольца и соединяющих их пилонов. В секторах периферийной части свода устанавливаются водоохлаждаемые панели, которые снизу закрывают пилоны и опорное кольцо. На опорном кольце размещается центральная часть свода, состоящая из огнеупорных кирпичей, набранных в собственном кольце. На современных ДСП центральная часть свода чаще выполняется наливной из высокоглиноземистого бетона. По форме центральная часть свода выполняется круглой или дельтовидной.

Дуговые печи с донным выпуском оснащаются механизмом открывания (закрывания) отверстия для выпуска металла. В наиболее распространенной конструкции пластина из листа круглой формы, приводимая в движение через систему рычагов пневмоцилиндром, перекрывает канал нижней концевой втулки выпускного отверстия. Пневмоцилиндр обычно располагается вне зоны интенсивного излучения на боковой поверхности эркерной части печи. Отверстие донного (эркерного) выпуска заполняется дунитовым порошком.

Для открытия отверстия донного выпуска, когда сталеразливочный ковш устанавливается под печью в положении приема металла, включается пневмоцилиндр и запорная пластина отводится в сторону, порошок высыпается, при эркерном выпуске электропечь наклоняется в сторону выпуска и струя металла поступает в ковш. После наполнения ковша до необходимого печь наклоняется в сторону рабочего окна, выпуск металла прекращается. При этом в печи остается жидкий остаток металла, так называемое «болото» (обычно 10... 15 % от всей массы плавки) и шлак. Ковш с металлом выезжает из-под печи и дальше подается на внепечную обработку. Запорная пластина перекрывает выпускное отверстие, сталевар уплотняет зазор между запорной пластиной и концевой втулкой, выпускное отверстие заполняется дунитовым порошком и печь готова к следующей плавке.

Люлька (наклоняющаяся платформа) служит для размещения днища печи, а в более ранних конструкциях ДСП - и для портала, шахты, механизма подъема и поворота свода. Основные элементы люльки - два опорных сегмента и поперечные балки. На опорных поверхностях сегментов располагают шипы, которые при перекатывании люльки входят в отверстия на фундаментной балке.

Наклон печи производится с помощью двух гидроплунжеров (в старых конструкциях печей - зубчатых реек), один конец которых крепится к сегментам люльки, а другой - к кронштейнам на фундаменте.

На классических ДСП наклон в сторону слива стали производится на 42...45°, в сторону скачивания шлака - на 10... 15°. На печах с эркерным выпуском максимальный наклон в сторону выпуска стали ограничивается 25°. Известны дуговые печи с эксцентричным донным выпуском, на которых наклон печи в сторону выпуска стали составляет всего 6°.

На современных ДСП с эркерным выпуском (при этом выпускное отверстие выносят за периметр корпуса в футеровку выступа ванны) важное значение имеет быстродействие механизмов, особенно наклона печи. Скорость наклона печи на слив устанавливают в пределах 1,5...2 °/С. Возврат же печи с целью минимизации количества шлака, попадающего в ковш, рекомендуют устанавливать на уровне 5... 7 °/С.

Фундамент служит опорой для люльки и опорно-поворотной части печи. На печах малой емкости фундамент состоит из сплошного массива бетона. На электропечах средней и большой емкости фундамент по существу состоит из опорных «быков» под каждым из двух сегментов люльки и под опорно-поворотной частью печи.

Поверх «быков» укладываются фундаментные балки, скрепленные с бетоном анкерными болтами, а поверх фундамента под опорноповоротной частью печи укладывается плита с анкерными болтами.

На электропечах с классическим и сифонным выпуском между «быками» фундамента прокладывается путь, по которому под рабочее окно подается шлаковоз со шлаковней.

На электропечах с эркерным и донным эксцентричным выпуском расстояние между «быками» должно обеспечивать транспортировку сталевоза со сталеразливочным ковшом под отверстие в днище печи для выпуска стали.

Вторичный токоподвод (короткая сеть) дуговой печи состоит из шинного моста (от выводов низкого напряжения трансформатора до неподвижных башмаков, включая компенсаторы), участка гибких кабелей, электрододержателей от подвижных башмаков до головок электрододержателей и электродов. На современных ДСП расшихтовка производится внутри трансформатора и кабели в этом случае присоединяются непосредственно к выводам шин трансформатора.

Гибкая часть вторичного токоподвода выполняется обычно из водоохлаждаемых кабелей сечением от 1000 до 5400 мм2. Длина кабелей выбирается исходя из необходимости обеспечения нужного хода электрододержателей, наклона печи и отворота свода. Из всех этих движений элементов печи обычно отворот свода требует наибольшей длины кабелей. Эта длина определяется расположением оси поворота свода относительно оси печи и на 100-тонной электропечи может колебаться от 7 до 10 м.

Подвижные башмаки на электрододержателях служат для крепления гибких кабелей и трубошин (на печах малой емкости иногда плоских шин). В качестве токопроводов на электрододержателях используют медные трубы толщиной от 10 (при диаметре 50 мм) до 20 мм (при диаметре 200 мм). На современных ДСП обычно устанавливают на одном электрододержателе не более двух трубошин. Второй конец трубошины крепится к головке электрододержателя. Подвижные башмаки и опоры трубошин изолируются от электрододержателей. На электрододержателе с токоведущим рукавом функции несущей металлоконструкции (рукава) и токоподвода (трубошин) совмещаются. Рукав электрододержателя выполняется водоохлаждаемым и на одном конце заканчивается контактным башмаком для подвески гибких кабелей, а на другом - головкой электрододержателя. Рукава электрододержателя крепятся к стойкам через изоляцию и водоохлаждаемую проставку с помощью шпилек. Для обеспечения равномерного распределения мощности по фазам среднюю фазу оснащают компенсационной петлей, размещенной на рукаве или стенке трансформаторного помещения. Другим вариантом обеспечения равномерного распределения мощности (обычно на большегрузных электропечах) является выполнение рукава средней фазы ступенчатой («горбатой»).

Важное значение для обеспечения минимальной индуктивности и равномерного распределения мощности по фазам имеет схема вторичного токоподвода. Для высокомощных и сверхмощных дуговых печей рекомендуется триангулированный вторичный токоподвод. В этой конструкции вторичного токоподвода на всех участках от выводов шин трансформатора до головок электрододержателя в поперечном сечении токопроводы всех трех фаз располагаются по вершинам равностороннего треугольника. Такая схема обеспечивает минимальное индуктивное сопротивление вторичного токоподвода и минимальное колебание величин мощности по фазам.






Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   17


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница