ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПЕЧИ. 1. Дуговые печи. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию/ Сост

ВВЕДЕНИЕ

Дуговые сталеплавильные печи являются основными агрегатами, обеспечивающими выплавку качественных легированных сталей и сплавов. В настоящее время в мире около 1/3 всей стали производят в дуговых печах. Растут количество печей и их единичная мощность, которая в настоящее время достигает 160 МВ∙А. Расширение производства электростали идёт не только за счёт использования традиционных дуговых печей переменного тока, но и особенно интенсивно за счёт печей постоянного тока. В современных печах для повышения их эффективности широко используют новые конструкторские решения (водоохлаждаемая футеровка стен и свода, донный слив и другие), применяют новые технологические воздействия (комбинированный нагрев, вспенивающиеся шлаки предварительный нагрев шихты). Большое внимание уделяется энергосбережению, что особенно актуально для таких энергоёмких потребителей, как дуговые электропечи.

Одни из разновидностей новых печей это печи со сверхмощными уровнями вводимой мощности. Если в так называемых «классических» печах уровень вводимой мощности колеблется в пределах от 200 до 500 кВ•А на т, то у новых печей уровень вводимой мощности составляет 700-1000 кВА/т. Это обеспечивает большую производительность этим печам. При этом в таких печах становится невыгодно производить полный цикл плавки металлов. Если в печах с небольшими уровнями мощности производятся процессы расплавления окисления и раскисления металла то в «сверхмощных» печах есть смысл производить лишь процесс расплавления металла, а доводку металла производить в других агрегатах.

В связи с большими уровнями вводимой мощности в таких печах применены ряд новых технических решений. Обычные материалы футеровки не выдерживают температурных перегрузок, возникающих в этих печах, поэтому стенки печи и свод выполняются из водоохлаждаемых панелей. В связи с этим у таких печей большие тепловые потери. Футеровка пода и стенок на уровня жидкого металла выполняются из тех же материалов, что у других печей. Так как дуге протекают большие токи и возникают электродинамические усилия, достаточные для удовлетворительного перемешивания металла, этим печам не нужны устройства перемешивания металла. Токоподвод печей выполняется полностью водоохлаждаемым, вплоть до выводов трансформатора. Слив металла из таких печей также отличается от других. Здесь применяют так называемый «эркерный» слив.

При проектировании таких печей учитывают все эти особенности и стремятся увеличить эффективность уменьшив самый главный недостаток – большие тепловые и энергетические потери.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВКИ

Таблица 1

Номинальная ёмкость, т
Номинальная мощность трансформатора, кВА
Первичное напряжение, кВ	10-6
Пределы вторичного напряжения, В	243-116
Номинальный линейный ток трансформатора, кА	4.75
Диаметр графитированного электрода, мм
Диаметр распада электрода, мм

 

2. ГАБАРИТНЫЙ ЧЕРТЁЖ.

Рис. 1. Габаритный чертеж печи.

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПЕЧИ

Дуговые сталеплавильные печи конструктивно состоят из трёх основных частей: самой печи со всеми механизмами, токоподвода и источника питания – трансформатора или трансформаторного агрегата.

Основной частью каркаса дуговой сталеплавильной печи является ее кожух. Он имеет слегка коническую форму, расширяющуюся кверху, футеровка выполнена также конической. Кожух сваривают из котельной стали толщиной 20 – 40 мм. В обечайке кожуха вырезают отверстия для рабочих окон и летки. К кожуху снизу приваривают сферическое днище.

В сверхмощных и крупнотоннажных печах вместо керамической футеровки используются водоохлаждаемые панели. При внедрении водоохлаждаемой футеровки возникает ряд проблем, главной из которых является обеспечение взрывобезопасности печей. Ее решение достигается отсутствием контакта водоохлаждаемых элементов с расплавленным металлом и шлаком при плавке и сливе и созданием эффективной системы охлаждения, способной снять значительные тепловые нагрузки. Поэтому футеровка стен выполняется комбинированной. Нижняя ее часть, объединенная с подиной, выполняется футерованной хромомагнезитовыми или периклазовыми кирпичами. Среднюю и верхнюю части стен покрывают панелями с водяным охлаждением.

Свод печи выкладывают в сводовом кольце. В сверхмощных и крупно тоннажных печах внедрена конструкция свода с водоохлаждаемыми элементами. Комбинированный свод состоит из трех основных элементов: водоохлаждаемого каркаса, представляющего собой два концентрически расположенных кольца, соединенных радиальными пилонами; съемных водоохлаждаемых панелей с индивидуальной подачей воды, подвешенных к каркасу; центральной керамической части свода, набираемой в собственном опорном кольце. Число сводовых панелей колеблется от 9 до 16. Сверху на них кладутся съемные плиты которые служат рабочей площадкой во время обслуживания свода. Нижняя часть панелей снабжается шинами для удержания огнеупорной набивки, которая в процессе эксплуатации печи дополнительно покрывается шлаковым гарнисажем.

Основные части печи установлены на люльке печи, которая способна наклоняться под воздействием механизма наклона. На люльке установлен кожух печи с рабочим окном и эркер для слива металла.

В сверхмощных и крупнотоннажных печах вместо сливного носка расрологается эркер. Эркер расположен несколько выше уровня подины. При наклоне печи на 10-12º металл из печи сначала переливается в эркер, а затем через отверстие в ковш. Токопроводящие рукава этих электрододержателей изготовлены из высокопрочного алюминиевого сплава методом горячего прессования с последующей сваркой в аргоне. Особенностью конструкции этих электрододержателей является применение встроенных датчиков усилия зажатия электродов с возможностью его регулирования в случае необходимости. Поверхности алюминиевого рукава, контактирующие с призмой механизма зажима электрода и с наконечниками гибких кабелей, имеют противоэрозионные защитные покрытия. Рукав приводится в движение рейкой, которая через шестерню связана с приводом перемещения электродов. Свод печи удерживает портал, также установленный на люльке. На портале сделана площадка для обслуживания электродов и токоподвода. Портал приводится в движение механизмом подьёма и поворота свода. В своде имеются три отверстия с уплотнениями для пропускания через него электродов в рабочее пространство печи.

Токоподвод из неподвижной и подвижной частей. Неподвижная часть связана с трансформатором и выполнена из медных труб. Подвижная часть выполнена из токопроводящих рукавов выполнен токоподвод. Эти две части связаны между собой пакетами гибких кабелей. Источником питания печи служит трансформаторный агрегат.