Принцип работы и устройство ДСП ПТ
Лабораторная работа № 1
Дуговая печь постоянного тока
(4 часа)
ЦЕЛЬ РАБОТЫ.
1. Изучение конструкции электропечной установки постоянного тока;
2. Закрепление знаний по устройству и работе дуговой печи постоянного тока.
3. Формирование навыков работы на ДСП ПТ: подготовка к плавке, изучение работы источника питания и управления печи.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ.
Дуговые сталеплавильные печи постоянного тока (ДСП ПТ) широко применяются в черной металлургии для производства высококачественной стали и сплавов. Электроплавка стали, по сравнению с другими способами выплавки в сталеплавильном производстве, имеет ряд принципиальных особенностей, связанных с условиями протекания тепловых процессов в ванне печи. Особое внимание следует обратить на отсутствие локальных перегревов металла под дугой.
Рисунок 1.1 - Дуговая сталеплавильная печь постоянного тока вместимостью 250 кг.
ДСП ПТ являются перспективными агрегатами и по сравнению с обычными электропечами характеризуются улучшением ряда технико-экономических показателей: отсутствием поверхностного эффекта, что позволяет применять в электроде ток более высокой плотности; использование одного расположенного в центре графитового электрода снижает неравномерность износа огнеупорной футеровки стен, уменьшением вредного воздействия на окружающую среду.
|
|
|
Анализ качества металла, выплавляемого на всех ДСП ПТ, указывает на очень высокий уровень показателей, даже при использовании шихты невысокого качества. Этому способствует возможность проведения при расплавлении шихты, нагреве расплава и его рафинировании практически всех металлургических операций.
Современные дуговые сталеплавильные печи постоянного тока оборудуются системами автоматического управления технологическим процессом, управление определяется программными средствами, разработанными на основе существующей теории управления.
Требования, предъявляемые к ДСП ПТ
Печи, работающие на переменном токе, имеют в своей работе определенные недостатки:
- поломки электродов;
- поверхностный эффект и эффект близости снижают эффективность использования проводников короткой сети, ухудшают режим их эксплуатации и вызывают дополнительные потери энергии;
- печная дуга при использовании переменного тока дважды за период гаснет и зажигается - снижается устойчивость дугового разряда и это приводит к повышенному пылевыносу;
Преимущества ДСП ПТ выпрямленного тока:
- большая устойчивость дуги постоянного тока, следовательно, энергия дуги более эффективно используется в печи, питаемой от выпрямителя;
|
|
|
- снижение расхода электроэнергии за счет уменьшения потерь в короткой сети;
- снижение расхода электродной массы;
- снижение выбросов пыли и угара элементов – улучшение условий труда персонала обслуживающего печь;
- увеличение производительности печи;
- улучшение качества продукции, за счет интенсификации процессов в ДСП ПТ.
Организация плавки в дуговых печах постоянного тока
Организация системы плавки отвечает следующим требованиям:
- высокая производительность – время расплавления и нагрева расплава - 35-40 мин;
- низкий удельный расход электроэнергии на расплавление - не более 420-480 кВт*ч/т расплава;
- высокий выход годного металла - 98,5-99 %;
- химическая и температурная однородность расплава, возможность электромагнитного перемешивания расплава;
- низкий угар графитированных электродов – 0,8-1,5 кг/т расплава;
- высокая активность шлаков во все периоды плавки;
- управление шлаковыми процессами;
- возможность переплава всех видов шихты, включая металлизированные окатыши, стружку, ультралегкую и тяжеловесную шихту;
- минимальные пылегазовыбросы из печного пространства, позволяющие во многих случаях удовлетворять требованиям экологов без строительства систем пылегазоочистки;
|
|
|
- значительное, в 10 - 15 раз, сокращение отходов металлургического производства в виде шлака и пыли;
- возможность включения и отключения печей в любой период времени;
- безопасность печей при внезапных выключениях электроэнергии;
- возможность выплавки высококачественных металлов при использовании низкокачественной шихты;
- предотвращение образования вредных химических соединений в отходящих газах,
- высокая надежность оборудования.
Универсальность предлагаемого печного оборудования заключается не только в возможности выплавки низко- и высоколегированных марок стали, но и обеспечивает эффективную тепловую работу печи, частичное экранирование свода от излучения.
Принцип работы и устройство ДСП ПТ
Устройство ДСП ПТ
ДСП ПТ состоят из частей и механизмов, применяемых в ДСП переменного тока одинаковой с ней вместимости: стального футерованного кожуха; свода, который может быть водоохлаждаемым; стен печи, которые могут быть выполнены так же из водоохлаждаемых панелей; механизма наклона печи для слива металла и удаления шлака, механизма перемещения графитированного электрода; механизма подъема и поворота свода для завалки печи шихтой; рабочего окна с дверцей. Отличительная особенность ДCП ПТ от ДCП переменного тока - наличие только одного верхнего электрода (катода), расположенного вдоль вертикальной оси печи, и подового или подовых электродов - анодов в подине печи.
|
|
|
Печи футеруют огнеупорными материалами, применяемыми и на ДСП. Стойкость подины при обычных «горячих» ремонтах 3...5 лет или 5...7 тыс. плавок. Подина может быть наварена после «срывов», подвергнута промежуточному ремонту и заменена (без замены ПЭ). Материалы могут быть многократно использованы при ремонтах подины печи.
При плавке в такой печи можно использовать все известные технологические приемы: кип ванны, обработку шлаком, продувку металла кислородом или инертным газом, легирование и процессы, усиленные и ускоренные применением электромагнитного перемешивания.
Одним из основных элементов подины печи является подовый электрод или токопроводящий электрод, подсоединенный к аноду выпрямителя. При использовании подового электрода нижний торец его соединяется с токопроводом, выше которого расположены каналы охлаждения, которые находятся вне кожуха печи. ДСП ПТ, как правило, оснащают одним главным электродом без специальных требований к качеству материала, который расходуется 0,8...1,5 кг/т.
Рисунок 1.2. Лабораторная ДСП ПТ вместимостью 0,25 т.
1. Станина печи.
2. Основание печи
3. Корпус.
4. Свод.
5. Портал.
6. Гидроцилиндр перемещения электродов.
7. Стойка.
8. Механизм перемещения электродов.
9. Контактный кронштейн.
10. Электрод.
11. Гидроцилиндр наклона печи.
Преимущества постоянного тока:
- большая устойчивость дуги постоянного тока, энергия дуги более эффективно используется в печи, питаемой от выпрямителя;
- снижение расхода электроэнергии, за счет уменьшения потерь в короткой сети;
- снижение расхода электродной массы;
- снижение выбросов пыли и угара элементов, улучшение условий труда персонала обслуживающего печь;
- увеличение производительности печи;
- улучшение качества продукции, за счет интенсификации процессов восстановления целевого продукта и снижение в нем примесей.
Преимуществом ДСП ПТ является также естественное перемешивание расплава. Расплав перемешивается за счет взаимодействия тока, протекающего через него, с электромагнитным полем. Для реализации перемешивания устанавливают не менее двух подовых электродов, смещенных от осей симметрии подины. Опорное пятно дуги размещается по центру расплава, благодаря чему вектор тока в расплаве имеет ярко выраженные вертикальную и горизонтальную составляющие взаимодействие собственного электромагнитного поля которых с током вызывает интенсивное перемешивание расплава в вертикальной и горизонтальной плоскости.
Важным преимуществом ДCП ПТ является существенное уменьшение пылегазовыбросов при плавке. При расплавлении шихты их количество уменьшается (по сравнению с печью переменного тока) в 7-10 раз при значительном уменьшении угара металла. Также имеется достаточно существенная экономия электроэнергии. Это может показаться удивительным, поскольку ДCП ПТ нуждается во вспомогательном оборудовании, например, выпрямителях и дросселях, а эти устройства, естественно, вызывают потери. Однако существует ряд факторов, позволяющих с лихвой компенсировать эти потери:
- использование одного электрода вместо трех само по себе означает меньшие потери;
- ДCП ПТ с одним отверстием под электрод имеет намного меньшие тепловые потери;
- у постоянного тока отсутствует индуктивные потери;
- энергия подводится к ДППТ с более высоким напряжением;
- передача тепла от электрической дуги благодаря сильному перемешивающему эффекту намного эффективнее.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 1323; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!