Шлаковый режим выплавки конструкционной стали в ДСП

2 КОНСТРУКЦІЯ Й ПАРАМЕТРИ  ДУГОВИХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНИХ ПЕЧЕЙ.  ОСНОВНІ МЕХАНІЗМИ ДСП

 

2.1 Конструкція й параметри  дугових сталеплавильних печей

 

Основним фактором, що визначає головні конструктивні особливості існуючих дугових сталеплавильних печей, є спосіб завантаження металевого брухту.

Існують два способи завантаження шихти:

• через робоче вікно мульдами;
• зверху через відкрите зведення завантажувальними кошиками або баддями.

Завантаження зверху має  безсумнівні переваги, тому завантаження мульдами залишилося на деяких заводах у старих цехах, переважно ливарних. Як правило, печі із завантаженням мульдами мають невелику ємність. Вони встановлюються на опорні сектори, які кріплять безпосередньо до кожуха печі.

При завантаженні зверху піч монтують на несучій колисці, яка опирається на сектори. Портал (пристрій для підйому й опускання зведення печі) може кріпитися на колисці разом з піччю або опиратися на окремі сектори.

Залежно від схеми опор на фундамент, печі із завантаженням  зверху підрозділяють на чотири типи:

• печі з корпусом, що викочується; у печах цього типу механізмами, укріпленими на порталі, зведення піднімає, а корпус розташованого на фундаменті печі, викочується убік пічного прольоту під завантаження або для ремонту футерівки; портал печей такого типу опирається на два окремі сектори;
• печі з відкатним порталом, який переміщається для завантаження або ремонтних цілей або убік пічного, або убік розливного прольотів; відкіт порталу здійснюється за допомогою електромеханічного привода по спеціальних рейках – напрямним. У печах такого типу портал опирається на загальну з корпусом печі колиску;

 

Таблиця 2.1 - Характеристики дугової сталеплавильної печі

Найменування параметру	ДСП-100НЗА (ДМЗ)	ДСП-1 БМЗ (надпотужна)	ДСП-2 ММЗ (надпотужна)
Ємність печі, т	100	100	120-130
Активна потужність трансформатора, МВт		75	80 + 12%
Максимальний струм, кА		72	70
Напруга високого боку, кВ	38,5		35
Напруга низького боку, В	573-203		259-761
Внутрішній діаметр кожуха, мм	6900	6400	6900
Внутрішній діаметр охолоджуючих стінок, мм		6455
Висота кожуха над рівнем вікна, мм		2600
Висота вікна над рівнем площадки, мм		700
Розміри робочого вікна, мм		1250×1000
Діаметр електрода, мм	610	610	600
Діаметр ділильного кола, мм	1600	1400	1350
Крок електрода, мм		4200	4000
Висота підйому зведення, мм		400	400
Кут повороту зведення, град.		76
Кут нахилу печі на злив металу, град.		38
Кут нахилу печі на злив шлаку, град.		12
Охолодження електродотримачів		вода
Витрата води на охолодження механічних деталей, м3/год.		230
Поворотний механізм печі та механізм підйому і повороту зведення		водно-глюколева суміш
Робочий тиск, бар		140
Регулювання електродів і управління		гідравлічне
Кут нахилу печі на злив шлаку, град.		10	10
Кут нахилу печі на злив металу при випуску "начисто", град.		25	20
Висота, м			20,2
Маса металоконструкції, т	697		510
Максимальна швидкість одночасного переміщення електродів, м/хв.			6

печі зі зведенням, що нахиляється; підняте зведення нахиляється разом з порталом убік розливного прольоту, для цього портал опирається на один або два незалежні від печі сектори;

• печі зі зведенням, що відвертаються; підняте зведення разом зі стійками й напівпорталом повертається в горизонтальній площині навколо вертикальної осі на 80 –90°, відкриваючи робочий простір, у таких печах напівпортал монтують на колисці разом з піччю або він опирається на окремий сектор.

У цей час більшість  ДСП – печі зі зведенням, що відвертаються. Для зручності організації робіт у цеху дугові сталеплавильні печі виготовляють у лівому або правому виконанні, що дозволяє групувати допоміжне устаткування на дві печі. Виконання печі визначається розташуванням струмопідводу від шин трансформатора до електродотримачів, якщо дивитися на піч із боку зливального жолобу [1].

 

2.2 Основні механізми дугової  сталеплавильної печі

 

Дугова сталеплавильна піч  являє собою складний агрегат, оснащений  великою кількістю вузлів і механізмів, основними з яких є:

• днище печі;
• кожух печі;
• звідне кільце;
• опорна конструкція для установки кожуха;
• механізм нахилу печі для зливу металу й скачування шлаку;
• електродотримачі;
• механізми затискача й пересування електродів;
• механізм підйому зведення;
• механізм викочування порталу зі зведення або корпуса печі або механізм закота зведення;
• пристрій для електромагнітного перемішування рідкого металу.

Кожух дугової  сталеплавильної печі

Кожух або каркас дугової  сталеплавильної печі служить для  підтримки вогнетривкої футерівки й кріплення різних механізмів. По геометрії верхньої частини кожуха ДСП можна класифікувати на наступні види:

• циліндричні;
• циліндроконічні;
• бочкоподібні.

Нижню частину кожуха печі роблять у вигляді усіченого  конуса або сферичною. До верхньої частини кожуха приварене лите кільце жолобчастого типу, яке одночасно відіграє роль твердої конструкції й служить пісковим затвором печі.

У кожусі передбачено два  отвори для робочого вікна й зливного жолоба. До нижньої частини кожуха кріпиться днище печі – сферичне, плоске або конічне. Найбільш раціональною формою днища є сферична. На електропечах ємністю більше 25 тонн зазвичай встановлюють пристрій електромагнітного перемішування сталі. У цьому випадку днище печі роблять із немагнітної сталі. Так як звичайна сталь, будучи магнітним екраном, послаблює магнітне зчеплення між статором пристрою, що перемішує, і ванною. Днище з немагнітної сталі кріплять до корпуса печі тільки болтами через різні коефіцієнти теплового розширення конструкційної сталі кожуха й немагнітної сталі днища [2].

Звідне кільце дугової сталеплавильної печі

Звідне кільце дугової сталеплавильної печі служить для формування вогнетривами зведення печі, а також для зняття й переміщення зведення при завалці печі. Останнім часом крім того служить для кріплення водоохолоджуємих секцій зведення.

Зведення на малих і середніх печах – зазвичай розпірної конструкції. На великих печах – розпірно - підвісної конструкції з підвіскою центральної частини.

Як правило звідне кільце водоохолоджуєме. До нього приварюється знизу по периметру ніж піскового затвора для поліпшення герметизації робочого простору печі при закритому зведенні.

У середині зведення є:

• три отвори для проходу графітизованих електродів, центри яких лежать на окружності із центром у центрі зведення;
• один отвір для відводу газів з робочого простору печі;
• одне або кілька отворів для фурм, що подають кисень (не обов'язково).

Опорна конструкція  для установки кожуха                                                дугової сталеплавильної печі

Опорна конструкція для  установки кожуха дугової сталеплавильної  печі служить для фіксації корпуса  печі при її русі. До нижньої частини кожуха приварюють кільцевий опорний брус, яким кожух опирається на чотири або вісім тумб із опорними й упорними роликами.

Тумби встановлюють на рамі двосекторної колиски, що опирається секторами на металеві фундаментні балки. Зрушення колиски при нахилі печі запобігається шипами, що входять при нахилі в отвори фундаментних балок.

Механізм нахилу дугової сталеплавильної печі

Механізм нахилу дугової  сталеплавильної печі призначений  для нахилу печі убік сталевипускного отвору на кут до 45° для зливу металу й шлаку наприкінці плавки й для нахилу печі убік робочого майданчика на кут до 15° при скачуванні шлаку або сходженні його з печі самопливом.

Вимоги до механізму нахилу печі:

• повинен забезпечувати плавний нахил з регульованою швидкістю;
• повинен бути захищений від влучення бризків металу й шлаку;
• повинен забезпечити нахил печі у випадку прориву металом подини.

Існують два типи виконання  механізму:

• бічний;
• нижній.

Бічний краще захищений  від бризків металу й шлаку і недоступний металу при прориві подини. Однак він дуже чутливий до перекосів у конструкції. Нижній тип механізму найпоширеніший.

По типу приводів механізми  нахилу печі діляться теж на два  типи:

• с електромеханічним приводом;
• с гідравлічним приводом.

Гідравлічний привід простіше й надійніше в експлуатації. У  цей час він застосовується на всіх нових печах.

Електродотримачі  дугової сталеплавильної печі

Електродотримачі дугової  сталеплавильної печі (ДСП) призначені для утримання електродів на заданій висоті й для підведення до них електричного струму.

Вимоги до конструкції  електродотримачів дугових сталеплавильних  печей:

• повинна забезпечувати надійне утримання електродів при всіх еволюціях печі;
• повинна забезпечувати мінімальні електричні втрати в місці контакту із графітизованим електродом;
• повинна забезпечити можливість перепуску електродів по вертикалі;
• повинна бути досить твердою для виключення прогину під вагою електрода й виникнення вібрації.

Електродотримач дугової сталеплавильної печі складається з:

• головки електродотримача;
• затискного пристрою;
• рукава;
• каретки або телескопічної стійки;
• твердої частини вторинного струмопідводу;
• механізму переміщення електрода.

Головка електродотримача складається  із двох частин:

• механічно міцного тримача;
• струмопідвідного пристрою з можливо більш малим електричним опором (як правило із бронзи).

У місці контакту щік струмопідвідного пристрою щільність струму не перевищує 2,6 А/см². Головка електродотримача водоохолоджуєма.

Механізм затискача  електродів дугової сталеплавильної  печі

На сучасних великих дугових  сталеплавильних печах застосовують три типи механізмів затискача електродів:

• пружинно-пневматичні;
• пружинно-гідравлічні;
• пневматичні.

У перших двох типах затискаючого пристрою затискання електрода здійснюється зусиллям пружини, переданим через важелі й тяги на хомут.

Електрод звільняється при  подачі в пневмо- або гідроциліндр повітря або робочої рідини, які  переміщають поршень і стискають  пружину. Зусилля пружин досягають 20 тонн.

На малих печах застосовують клинові й кліщові затискачі  електродів.

Механізм пересування  електродів                                                               дугової сталеплавильної печі

Механізм пересування  електродів у дуговій сталеплавильній  печі призначений для переміщення  всієї рухомої частини електродотримача разом з електродом щодо нерухомої частини електродотримача й, в остаточному підсумку, щодо корпуса печі, необхідне для підняття електродів під час завалки шихти й регулюванні довжини дуги.

У всіх механізмах використаний принцип руху електрода вниз за рахунок  власної ваги й використовуються противаги для компенсації ваги рухомої частини електродотримача разом з електродом для зниження потужності електромоторів і маси конструкції.

Механізми по конструкції  бувають двох типів:

• кареточний – рухома частина пересувається щодо нерухомої за допомогою каретки;
• телескопічний – рухома частина входить усередину нерухомої.

Переміщення каретки електродотримача по нерухомій стійці або переміщення телескопічної стійки електродотримача може здійснюватися електромеханічним або гідравлічним приводом.

Електромеханічний привод буває  двох типів:

• рейковий - зусилля електромотора передається через пружну муфту й черв'ячний редуктор на рейку рухомої частини електродотримача;
• з гнучким зв'язком – зусилля електромотора передається на каретку або телескопічну стійку за допомогою троса.