УСТАНОВКИ ДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ

Конструктивное исполнение дуговых печей. Упрощённые схемы конструк-ций двух основных разновидное дуговых печей прямого и косвенного нагрева пока-заны на рис. 1-17 и 1-18.

Печь прямого нагрева (рис. 1-17) -трехфазная; ее основное назначение — выплавка. стали, в первую оче-

процессом плавки и выполнения необходимых операций в ходе плавки. Свод 6 печи слу-жит для предотвращения утечки газов и тепла. Он выложен из огнеупорных кирпичей и крепится в сводовом кольце 5 из швеллера или корытообразного сварного профиля. Элек-троды 7- угольные или графитированные стержни большого сечения - проходят верти-кально через отверстия в своде и укреплены в электрододержателях 5, к которым под­во-дится ток гибкими кабелями. Благодаря экранирующему действию электродов свод печи частично защищён от непосредственного излучения дуги. Это и дает возможность прово-дить процессы плавки стали, требующие высоких рабочих температур (1600°С и выше).

Каждый электрододержатель укреплен на трубе или коробчатой балке, соеди-нённой с кареткой 10, которая может перемещаться в вертикальном направлении по стойке 9 при помощи механизма перемещения электро­да с электро- или гидро-приводом. Три стойки 9 установ­лены на площадке 11, к которой на цепях 12 подвешено сводовое кольцо 5. Свод может подниматься, для чего имеется меха-низм, воздействующий на цепи 12 и снаб­жённый обычно электроприводом. Пло-щадка 11 в свою очередь установлена на опорной стойке 13 (конструк­тивно узел 11—13 выполняется иначе, например в виде полупортала). Для наклона печи на угол 45° при сливе металла предназначен механизм наклона. Этот механизм конструк-тивно может быть выполнен по-разному.В наиболее распространенном варианте ко-жух 1 и узел 11—13 установлены на платформе — люльке 16, снабжённой двумя опорными сегментами 17, перекатываю­щимися по роликам 18 или по плоским бал-кам. Наклон люльки осуществляется реечным или винтовым устрой­ством с электро-приводом или с помощью гидропривода. Механизм обеспечивает также наклон пе-чи на 10—15° в сторону рабочего окна для скачивания шлака в про­цессе плавки.

Разновидности конструкций печей определяются, в частности, способом заг-рузки в них подготовленного для загрузки материала — шихты. Способ загрузки через рабочее окно используется в настоящее время лишь для малых печей с ручной загрузкой. Наиболее распро­странены печи с механизированной загрузкой сверху посредством специальной корзины 19 (рис. 1-17), пере­мещаемой мостовым краном. Корзина снабжена раскры­вающимся дном.

Для загрузки сверху большинство печей имеет пово­ротный свод (печи серии ДСП). Перед загрузкой свод приподнимается на цепях и вместе с площадкой 11 и стойками 9 с помощью механизма поворота свода с электро- или гидроприводом от-водится в сторону слива на угол 80-100°,открывая печь. Предварительно поднимают все электроды. Применяются также печи с вы­катывающейся ванной, в которых после подъёма свода кожух, установленный на тележке, выкатывается под загрузку.

Печи с номинальной ёмкостью 12 т и более могут иметь механизм вращения ванны в пределах угла ±40° вокруг вертикальной оси. Механизм снабжён обычно электроприводом.

Дуговые сталеплавильные печи ёмкостью до 10 т, применяют в литейных це-хах предприятий при произ­водстве фасонного стального литья. В ряде случаев для этой цели используют и более крупные печи. Ёмкость печи - количество металла, которое печь выдает за плавку, т.е. которое единовременно можно разместить в пла-вильном пространстве печи.

Печь косвенного нагрева (рис. 148) выполняется однофазной и служит для плавки металлов с температу­рой плавления не выше 1300—1400° С. В основном та-кие печи применяют с целью переплава цветных металлов и сплавов, а также чугуна для фасонного литья в неболь­ших литейных цехах. В печи косвенного нагрева очаг высокой температуры (дуга) находится на некотором расстоянии от поверхности ме-талла, поэтому угар и ис­парение металла намного меньше, чем в печах прямого ду-гового нагрева. Кожух печи 1 с футеровкой 2 из теп­лоизоляционного и огнеупорно-го слоёв имеет бочкооб­разную (как на рисунке) или цилиндрическую форму, распо-ложен горизонтально и уложен опоясывающими его ободьями 5 на четыре ролико-вые опоры 3. В сред­ней части кожуха расположено рабочее окно, обрамлен­ное ли-той рамой и служащее для загрузки печи и слива металла.В нижней части рама обра-зует носок13 для слива. Окно имеет дверцу 12, футерованную с внутренней стороны.

Графитированные электроды 9, между которыми горит дуга, расположены по оси печи и проходят через отверстия в торцах кожуха. Электроды зажаты в электро-додержателях 10, к которым подводится ток гибкими кабелями. Электрододержа-тели установлены на карет­ках, которые могут двигаться по направляющим консолей 6, прикреплённых к кожуху. Подача электродов осуществляется с помощью двух ме-ханизмов перемещения 8 вручную или электродвигателем 7 (в схеме на ри­сунке пра-вый электрод перемещается только вручную). Печь после расплавления части шихты работает с не­прерывным качанием на опорных роликах 3; одна пара которых имеет привод от реверсивного двигателя 4. Ка­чания печи необходимы в первую очередь для более равномерного нагрева футеровки печи, что повышает срок ее службы. Бла-годаря качаниям печи нагретые прямым излучением дуги части футеровки периоди-чески омываются и охлаждаются расплавленным металлом, более холодным, чем футеровка. Одновременно улуч­шается качество металла за счёт его перемешивания.

Дуговые печи с косвенным нагревом имеют ёмкость не более 500 кг (нап-ример, печь типа ДМБ-0,5 — медеплавильная барабанная ёмкостью 0,5 т).

Электрооборудование установок дуговых печей. Установка дуговой печи включает в свой состав, кроме собственно печи и её механизмов с электро- или гид-ро­приводом, также комплектующее электрооборудование; печной трансформатор; токопроводы от трансформатора к электродам печи — так называемую короткую сеть; распределительное устройство (РУ) на стороне высшего напряжения транс-форматора с печными выключателя­ми; регулятор мощности; щиты и пульты уп-равления, контроля и сигнализации; программирующее устройство для управления режимом работы печи и др.

Установки дуговых печей - крупные потребители электроэнергии; их единич-ные мощности измеряются тысячами и десятками тысяч киловатт. Расход электро-энергии на расплавление тонны твёрдой завалки достигает 400—600 кВт-ч. Поэтому питание печей произво­дится от сетей 6,10и35кВ через понизительные печные транс-форматоры(максимальные значения вторичного линейного напряжения трансформа-торов лежат обычно в пределах до 320 В у печей малой и средней емкости и до 510 В у крупных печей). В этой связи для установок печей характерно наличие спе-

ци-альной печной подстанции с трансформатором и РУ; в новых установках приме-няются шкафы комплектных распределительных устройств (КРУ), выполненных по унифицированным схемам. Печные подстанции располагают в непосредст­венной близости от печей. Щиты и пульты управления для установок ДСП ёмкостью до 12 т и ДМБ размеща­ют в пределах печной подстанции с обслуживанием пультов из цеха (с рабочей площадки). Для более круп­ных печей могут предусматриваться отдель-ные пульто­вые помещения с удобным обзором рабочих окон печей.

В электроприводах механизмов печи применяют обычно асинхронные дви-гатели с короткозамкнутым ро­тором напряжением 380 В на мощности от 1 - 2 кВт в небольших печах до 20 - 30 кВт в более крупных печах. Двигатели приводов перемещения электродов - постоянного тока с питанием от электромашинных или маг­нитных усилителей, а также от тиристорных преобразователей. Эти приводы входят в состав самостоятельного агрегата - регулятора мощности печи.

В печах ёмкостью более 20 т с целью увеличения производительности и об-легчения труда сталеваров пре­дусматриваются устройства для перемешивания жид-кой ванны металла, основанные на принципе бегущего маг­нитного поля. Под днищем печи из немагнитного мате­риала размещается статор с двумя обмотками, токи которых сдвинуты по фазе на 90°. Создаваемое статорными обмотками бегу-щее поле приводит в движение слои металла. При переключении обмоток возмож-но из­менение направления движения металла. Частота тока в статоре перемеши-вающего устройства от 0,3 до 1,1 Гц. Питание устройства производится от элек-тромашинного преобразователя частоты.

Двигатели, обслуживающие механизмы дуговых пе­чей, работают в тяжёлых условиях (пыльная среда, близкое расположение сильно нагретых конструкций пе­чи), поэтому они имеют закрытое исполнение с теплостойкой изоляцией (краново- металлургических серий).