Машины для замера температуры и взятия проб металла в конверторе
Замер температуры, определение содержания углерода и взятие пробы осуществляется термоблоком, погруженным в ванну на 5-10 с.
Тема 7 Оборудование электросталеплавильных цехов
Выплавка стали в дуговых электропечах основана на том, что электроэнергия превращается в тепловую, вследствие электрического разряда, протекающего в газовой среде или вакууме. В электрическом разряде сосредоточена высокая концентрация энергии и огромной мощности ток в небольших объемах металла. В результате получаются высокие температуры и быстрое расплавление металла. По способу теплового воздействия электрической дуги на металл различают печи с независимой, закрытой и зависимой дугой.
Печи с независимой дугой – это дуговые печи косвенного действия, в которых электрическая дуга горит между электродами, а по нагреваемому металлу (шихте) ток не протекает. Нагрев и расплавление металла осуществляется косвенно – излучением. В таких печах можно плавить металл и сплавы с низкой температурой плавления, в том числе цветные. Эти печи имеют небольшую мощность (500 кВА), обычно однофазные, рекомендуются для плавки сплавов с температурой плавления до 1400°С.
Печи с закрытой дугой – это дуговые печи сопротивления, в которых дуга горит в газовой полости внутри расплавляемой шихты, подключенной последовательно или параллельно с дугой. Вследствие большого электрического сопротивления шихты, выделяемое в ней джоулевое тепло образует внутри шихты очаг высокой температуры. Эти печи позволяют расплавить металл с высокой температурой плавления, поэтому их применяют для получения ферросплавов и восстановительных рудных металлов. К печам такого типа относятся также установки ЭШП (электрошлакового переплава).
Печи с зависимой дугой – это печи прямого действия, в которых шихта, как часть электрической цепи, обтекается полным током. Разряд зависит от свойств расплавляемого металла. Дуга горит между электродами и шихтой расплавляемого металла. В электропечах с зависимой дугой можно применить длинные графитовые электроды большого сечения, допускающие значительную силу тока, что обеспечивает большую мощность и производительность. К таким печам относятся также вакуумные дуговые печи, в которых можно получить еще большую мощность и расплавлять тугоплавкие металлы.
Дуговые электропечи различают в зависимости от схемы относительного смещения корпуса и свода:
1. с выкатывающимся корпусом, в этом случае портал с поднятым сводом и электродами остаются на месте;
2. с выкатывающимся порталом;
3. с поворачивающимся сводом.
Большегрузные печи выполняют с верхней загрузкой с выкатывающимся корпусом (ДСВ) и с поворачивающимся сводом (ДСП). Печи с поворачивающимся сводом сейчас наиболее распространены, так как опорно-поворотная часть с полупорталом и механизмом поворота компактны, относительно просты конструктивно, не создают затруднений при загрузке печи. Печи серии ДСП изготавливают вместимостью 12, 25, 50, 100, 200 т. До 50 т изготовлены с гидроприводами основных механизмов, ДСП 100 и 200 с электроприводами всех механизмов. Печи наклоняют в сторону сливного желоба на 40-45° для слива металла в ковш и на 10-15° в сторону рабочего окна – для скачивания шлака. Механизмы наклона печей могут быть секторные, роликовые и цапфовые.
Печи с секторным механизмом наклона опираются на две или четыре гладких или зубчатых сектора, перекатывающихся по плоским опорам. Печь с роликовым механизмом наклона опирается на систему роликов, закрепленных в сепараторе. Печь с цапфовым механизмом наклона опирается на две цапфы, расположенные у сливного носка.
По месту расположения привода механизмы наклона могут быть боковые и нижние. Механизмы бокового типа монтируются на стационарной стойке сбоку печи. Такое расположение удобно для эксплуатации, однако, одностороннее приложение опрокидывающего момента вызывает в кожухе большие напряжения и деформации, поэтому на печах большой и средней вместимости применяют механизм наклона нижнего типа. Эти приводы монтируют на фундаменте под печью со стороны рабочего окна. Они обеспечивают устойчивость печи, но защита от шлака и металла в случае прогара днища менее надежна.
Грузопотоки электросталеплавильных цехов
Различают линии доставки и загрузки лома, подачи и загрузки сыпучих шлакообразующих, ферросплавов, линии уборки шлака, разливки и уборки стали. Лом железнодорожным транспортом подают в шихтовой пролет главного корпуса и разгружают в ямные бункера, откуда магнитным краном загружают бадьи и после взвешивания подают в печной пролет. Шлакообразующие материалы после сушки в барабанном сушиле поступают в переносные бункера. Из бункера материал загружают в мульду и крановой завалочной машиной (мульдозавалочным краном) подают в печь.
Конструкция электропечей и их механизмов
| Модель | ДСП – 100 | ДСП – 200 |
| Внутренний диаметр кожуха, мм Диаметр электрода, мм Ход электрода, мм Мощность трансформатора, МВ·А Максимальная сила тока, кА Масса металлоконструкции, т | 6750 550 3600 25 34,5 440 | 8400 610 4500 125 87 870 |
| Продолжительность плавки Скорость перемещения электродов, мм/с Угол наклона печи на слив, град: - металла - шлака Время наклона печи на слив металла, мин Продолжительность поворота свода, с Угол поворота свода, град. Высота подъема свода, м Продолжительность подъема свода, с Частота вращения корпуса | 30 80 0,57 | 4 83 40 10 2-8 60 60 0,48 30 |
Механизмы поворота корпуса, подачи электродов, подъема свода сблокированы так, что поворот возможен только при верхнем положении электродов и поднятом своде.
Техническая характеристика ДСП-100
| Электродвигатель 7,5 кВт Передаточное отношение редуктора Общее передаточное число привода Масса поворотной части | 700 об/мин 293,6 1304 217 т |
Для предотвращения самопроизвольного поворота полупортала и разгрузки зубчатых передач механизма поворота свода полупортал фиксируется стопором, в то время когда свод находится над корпусом печи.
Свод поднимают в двух случаях:
- при загрузке печи;
- в период расплавления перед поворотом корпуса для вывода сводового кольца и затвора.
Подвеска свода выполнена из тяг и пластинчатых цепей, огибающих гладкие направляющие ролики на полупортале. Цепи с каждой стороны полупортала крепятся к тягам с регулирующими гайками, идущими к двум червячно-винтовым редукторам. Тяги получают перемещение от поступательно движущихся винтов, гайки которых вмонтированы в ступицы червячных колес. Для синхронной работы привода и воизбежание перекоса свода оба механизма соединены уравновешивающим валом.
В дуговой трехфазной электропечи установлены три независимых механизма перемещения для каждого электрода. Эти механизмы относятся к постоянно действующим, так как для поддержания заданной мощности дуги необходимо быстро изменять расстояние между электродом и шихтой. Кроме малых перемещений при регулировании дуги механизм позволяет производить быстрый подъем и опускание электродов. В печи ДСП-100 используется канатный механизм (электрод опускается под действием собственного веса). Канатная система позволяет избежать нагрузок на электрод, в случае упора его в шихту при работающем электроприводе. По квадратной колонне перемещается каретка, с четырех сторон которой закреплены ходовые ролики. К каретке приварен кронштейн, несущий электрододержатель, токоподводящие трубы и механизм зажима электрода. Масса каретки, кронштейна и электрода частично уравновешена противовесом, находящимся внутри колонны. Противовес связан с кареткой пластинчатой цепью, огибающей гладкие направляющие ролики. Каретка вместе с электродом поднимается канатной лебедкой. Канат, идущий от барабана лебедки огибает направляющие блоки и подвижный блок на кронштейне каретки и крепится к шкивной площадке.
Электрод прижимается к торцевому башмаку на электрододержателе подвижным хомутом. Усилие зажима создается пружиной. Опускание электрода вниз по отношению к каретке называется перепуском электрода. При замене электрод освобождается пневмоцилиндром, воздействующим на пружину. По принципу зажима электрода различают пружинно-пневматические, пружинно-гидравлические, электромеханические, пневмо-эксцентриковые, пневмогрузовые электрододержатели.
Механизмы перемещения электродов должны удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать работу электрода без поломок при упоре в шихту на ручном управлении, гарантировать невозможность самопроизвольного опускания под действием собственного веса, обеспечивать минимальное и стабильное трение во всех элементах системы, обеспечивать жесткую связь двигателя с электродом, исключающую влияние податливости звеньев на качество процесса регулирования, иметь минимальные зазоры в кинематической цепи, иметь минимальное различие в статических моментах нагрузки при подъеме и опускании электродов, что позволяет снизить мощность регулирующего привода и существенно улучшить динамические свойства системы регулирования, обладать быстрым разгоном и торможением, иметь максимальную скорость подъема электрода при автоматическом и ручном управлении.