Дуговые вакуумные печи.
Тема: Электрические плавильные печи Дуговые печи ДП используют для выплавки стали и чугуна из металлического лома и для перегрева жидкого чугуна, получаемого в вагранках и других первичных плавильных печах. Эти печи называют печами прямого действия, так как электрическая дуга возникает непосредственно между электродом и расплавляемым металлом. Электрический режим работы дуговой печи зависит от режима процесса плавки: при расплавлении металлического лома печь работает на максимальной мощности; при доводке жидкого металла до требуемого химсостава 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 6-35 кВ. 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, чтобы уменьшить потери электроэнергии. В цепь высокого напряжения включают реактор (дроссель), который ограничивает силу тока при коротком замыкании электродов на металл. Днище каркаса в печах может быть плоским, коническим или сферическим. В каркасе предусмотрены отверстия для загрузочного окна и металлической летки. Каркас должен быть большой прочности, т.к. он несет на себе всю тяжесть футеровки и расплавляемого металла и испытывает термические напряжения. На больших печах боковые стены каркаса имеют водяное охлаждение. Основные элементы печи: - механизм наклона печи применяют для слива металла из печи. Наклон в сторону сливного носка 40-450, для скачивания шлака 10-150 в сторону рабочего окна. Наклон печи производят при помощи винта и гидропривода; - футеровка подины состоит из нескольких слоев: первый слой, соприкасающийся с жидким металлом и шлаком, - набивной из огнеупорного порошка (кварцевого при кислом процессе или магнезитового при основном процессе); второй слой при кислом процессе выполняют из динаса, а при основном – из магнезита; последующие слои состоят из шамота, диатомита и асбеста; - стены печей многослойные: первый слой в зависимости от процесса выкладывают из динасового или магнезитового кирпича, второй - из шамотного кирпича, третий - из диатомитового порошка, который выполняет роль теплоизоляции и одновременно компенсирует расширение огнеупоров при нагреве печи, предохраняя ее кожух от разрушения; иногда применяют набивные блоки из кварцевого песка или магнезитового кирпича; - свод изготавливают с помощью специального шаблона из высокоглиноземистого или электродинасового нормального или фасонного кирпича. Известны печи с водоохлаждаемым сводом, в котором футеровка полностью отсутствует или сохраняется только в центральной части свода, где расположены электроды. Электрический ток подается внутрь рабочего пространства печи по электродам: угольным (из антрацита и кокса, имеют меньшую механическую прочность и большее удельное электрическое сопротивление, обычно применяют лишь на малых печах, вместимостью до 3т) или графитированным (из искусственного графита). Электроды имеют круглое сечение и длину 1000-1800 мм. По мере обгорания нижней части электрода, находящейся в печи, его наращивают, для чего в верхнюю часть рабочего электрода ввинчивают новый. Механизация загрузки печи: небольшие печи (до 3т) загружают металлическим ломом вручную, большие печи загружают при помощи специальных механизмов методом загрузки сверху: свод печи вместе с электродами поднимают и поворачивают на 80-1000. Открытую печь загружают при помощи специальных загрузочных корзин. Затем свод опускают и возвращают в исходное положение. У некоторых печей свод после подъема остается в приподнятом положении, а печь выкатывают из-под свода на позицию загрузки. Механизированная загрузка шихты позволяет повысить производительность печи, сэкономить электроэнергию и исключить тяжелый физический труд. Электромагнитное перемешивание металла: для ускорения раскисления и обессеривания металла, выравнивания температуры металла по глубине ванны и облегчения скачивания шлака из печи (обычно емкостью свыше 20-25т) применяют электромагнитное перемешивание металла в печи. Под подом печи устанавливают статор (магнитопровод с катушками). Магнитное поле, создаваемое катушками, вызывает направленное движение металла в печи. Направление движения металла зависит от схемы подключения катушек, которая может быть изменена по ходу плавки. Дуговые вакуумные печи. В дуговых вакуумных печах с расходуемым электродом выплавляют жаропрочные сплавы на железной и никелевой основах, коррозионно-стойкие (нержавеющие) и шарикоподшипниковые стали, тугоплавкие и специальные сплавы. Плавка происходит при рабочем вакууме до 0,1 Па. Длина дуги в печи (20-30 мм) поддерживается автоматически. Стальные расходуемые электроды изготовляют прокаткой, ковкой или отливкой. При плавке расходуемый электрод 3 опускают до водоохлаждаемого поддона 1, при этом зажигается дуга, и по мере расплавления электрода наращивается слиток на поддоне. Газы, выделяющиеся при расплавлении расходуемого электрода, откачивают из камеры 4 вакуумными насосами. Отсутствие футеровки обеспечивает получение особо чистых сплавов. После расплавления расходуемого электрода плавку прекращают, печь останавливают и из кристаллизатора 2 вынимают полученный слиток. Кристаллизатор интенсивно охлаждается при пропускании через него воды. Внутреннюю его часть, соприкасающуюся с жидким металлом, выполняют из меди. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|