книги из ГПНТБ / Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов

4. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Механизм вращения ванны. Для плавного изменения в соответ­ ствии с требованиями технологии скорости вращения ванны печи (обычно один оборот за 40— 160 ч) применяют шунтовые электродви­ гатели постоянного тока мощностью 0,5—2 кВт, снижение числа оборотов которых осуществляется шунтовым реостатом.

Из-за малой скорости вращения ванны необходимое передаточное число редуктора составляет от 100 000 до 200 000 и осуществляется последовательным включением двух редукторов, обычно одного червячного (первый от электродвигателя) и одного цилиндрического. Основную передачу делают, как правило, конической. Она состоит из отдельных секторов, прикрепленных к опорной плите. Опорную плиту выполняют в виде железобетонной или сварной конструкции с центральной упорной цапфой для восприятия горизонтальных нагрузок и работающей в упорном подшипнике, заделанном в фунда­ мент. Вес печи воспринимается 20—30 ходовыми катками, разме­ щаемыми по круговому рельсу, монтируемому на фундаменте.

Известны также печи с другим исполнением механизма вращения ванны: с цевочной передачей, фрикционной с электромеханическим приводом к гладким каткам, работающим на силах трения и др.

Для удобства ведения технологического процесса механизм вращения ванны печи должен иметь программный регулятор, авто­ матически устанавливающий нужный режим работы: круговое вра­ щение, реверсивное на определенный угол и т. д. Механизм враще­ ния ванны печи должен автоматически отключаться в случае пре­ кращения подачи электроэнергии на печь или при резком уменьше­ нии мощности печи.

Электрододержатель, его подвеска, механизмы для перемещения электродов. Электрододержатель состоит из электродного зажима с контактными щеками и несущего цилиндра. Он должен обеспечи­ вать надежность зажатия, подвески и перемещение электрода с тре­ буемой скоростью, надежность и удобство перепуска электродов, минимальные потери электроэнергии, обеспечивать надлежащий тепловой режим обжига самоспекающихся электродов.

Электродный зажим состоит из кольца, контактных щек и ме­ ханизма зажима их. Контактные щеки служат для подвода к элек­ тродам рабочего тока. Для изготовления щек применяют хорошо электро- и теплопроводную электролитическую медь, хромистую медь или томпак, а для обеспечения водяного охлаждения щеки изготавливают пустотелыми или с залитыми в них медными или стальными трубами. Щеки с помощью изолирующих подвесок кре­ пят к нижнему кольцу несущего цилиндра.

Широкое распространение получили кольцевые пружинные за­ жимы, состоящие из кольца, пружинного зажима и токоподводящих контактных щек. Кольцо состоит из двух полуколец (рис. 23), соединенных стальными пальцами с надетыми на них бронзовыми втулками. Это сделано для разрыва магнитного контура, образуе­ мого электрическим током, проходящим по электроду. Полукольца

52

представляют из себя пустотелые сварные или литые стальные кбробки, в полостях которых размещаются пружинные зажимы. Количество зажимов соответствует количеству щек и составляет для малых печей до 4 и для больших до 6—8. Нажатие на щеку осуществляется одной (или двумя) пружинами. Давление пружины на щеку передается при помощи подвижного упора. Практика ра­ боты пружинных зажимов показала полную их надежность. Пру­ жинные зажимы позволяют не снижать мощность печи во время

Рис. 23. Кольцо пружинного зажима электрододержателя печи мощностью 16,5 MBA:

1 — полукольца; 2 — ушко; 3 — палец; 4 и 5 — бронзовая втулка; 6 — упор; 7 , 8 — пружина; 9 — нажимная шайба; 10 — регулировочный винт

перепуска. Благодаря равномерному и постоянному нажатию на щеки обеспечивается хороший контакт между щекой и электродом, что увеличивает срок службы щек и резко сокращает число аварий­ ных прогаров. В последнее время успешно эксплуатируют и ги­ дравлические зажимы (рис. 24).

Кольцо электродного зажима при помощи трубчатых водоохлаж­ даемых подвесок крепят к нижнему кольцу несущего цилиндра, изготавливаемого из листового железа толщиной 10— 16 мм и ох­ ватывающего электрод по его высоте. Общий вид электрододержа­ теля печи мощностью 16 500 кВА приведен на рис. 24.

С помощью несущего цилиндра решается несколько задач: под­ веска и перемещение электрода и электродного зажима; обеспече­

воздухом, нагнетаемым в просвет между несущим цилиндром и элек­ тродом. Подобная обдувка предохраняет поверхность электрода

53

выше щек от запыления, которое может приводить к образованию диэлектрического слоя, в дальнейшем ухудшающего контакт между щекой и электродом. К нижней части несущего цилиндра крепят водоохлаждаемые щитки несущего цилиндра и траверсу, к которой

54

55

Вид A

то

I _______ !W0

. y o n .

mo

01550

> !Л Л Я 1

ж

Рис. 25. Гидроподъемник механизма перемещения электродов печи мощно­ стью 24 MBA:

1 — плунжер; 2 — траверса; 3 — фиксатор; 4 — стакан; 5 — вкладыш; 6 — прокладки; 7 — несущий цилиндр.

56

Для предотвращения выбивания газа из-под свода применяют уплотнение в виде песочного затвора. В печах, где загрузка шихты ведется в воронку вокруг электрода, уплотнением при этом служит сама шихта. Добиться полной герметизации в этом случае практи­ чески невозможно и на поверхности шихты появляются язычки

Рис. 26. Пружинно-гидравлическое устройство для перепускания электродов диаметром

1200 мм:

пламени сгорающей окиси углерода. Если загрузка шихты ведется по трубам, то уплотнение электродов в своде осуществляется двумя способами: водяным затвором или сальниковой набивкой.

В отечественной практике наиболее широкое распространение получил металлический десятисекционный водоохлаждаемый свод (рис. 27), который снизу футеруется огнеупорным бетоном, а сверху шамотным кирпичом. Секции собирают в сводовом кольце и подве­ шивают к девяти кронштейнам, опирающимся на рабочую площадку. Кольцо и кронштейны также охлаждаются водой. Отдельные сек­

57

ции свода одна от другой и свод в целом электрически изолированы. В своде имеются три отверстия для электродов, в которые вставляют трехсекционные загрузочные воронки из огнеупорного бетона с мед­ ным водоохлаждаемым змеевиком. Для приема шихты на воронки устанавливают металлические или бетонные обечайки. Кроме того,

всводе имеются два отверстия для установки газоотводов, ведущих

кгазоочистке, и семь отверстий взрывных клапанов. Газоотвод отбора газа присоединяется к своду при помощи водоохлаждаемого стакана и имеет внутри форсунки для смыва пыли.

Широко распространен и свод, выполненный в виде стального водоохлаждаемого каркаса с футеровкой из фасонного огнеупор­ ного кирпича или блоков из огнеупорного бетона. При низкотемпера­ турных процессах, например при производстве феррофосфора, ис­

58

пользуется арочный свод из монолитного огнеупорного железо­ бетона.

Система охлаждения ферросплавной печи. Температура в зоне работы электрододержателя на мощной печи достигает 400° С, а в слу­ чае образования свищей может подниматься до 1000° С.

Очень тяжелы и условия работы оборудования над открытым зер­ калом расплава в рафинировочных печах. Поэтому для нормальной работы электрододержателя и токоподвода необходимо их охлажде­ ние.

На открытой печи охлаждают токоподводящие трубы, контакт­ ные щеки, кольца электрододержателей, подвижные и неподвижные башмаки, коробки несущих цилиндров и поверхности несущих конструкций, например рукава электрододержателя.

На закрытых печах дополнительно имеются цепи водяного ох­ лаждения свода, загрузочных воронок и труботечек, водяного за­ твора и газоотвода. В отдельных случаях предусматривают также охлаждение кожуха печи или амбразуры летки.

Во избежание отложения накипи на стенках охлаждаемых дета­ лей и трубопроводов температура отходящей охлаждающей воды не должна превышать 50° С. Желательна химическая подготовка воды стабилизирующими добавками. Давление воды в питающих ветвях должно составлять не менее 0,3 МН/м2 (3 ат). Расход воды на открытых печах достигает 5—3 м3/ч на 1000 кВА установленной мощности трансформатора, расход воды на охлаждение металличе­ ского свода достигает 150 м3/ч.

Устройства для прожигания и заделки летки. В большинстве случаев летку прожигают электрической дугой, пользуясь специаль­ ным приспособлением. Аппарат подключен к одной из фаз печного трансформатора на напряжение между фазой и подиной печи. Реже такой аппарат получает питание от специального трансформатора.

Аппарат имеет изолированную ручку и его подвешивают к вра­ щающейся консоли, прикрепленной к несущей колонне или кожуху печи. Летку прожигают железным прутом или непосредственно электродом. Также широко используют кислородный прожиг, а в по­ следнее время практикуется разделка летки сверлением.

Заделка летки механизирована. Для этой цели используют пневмо­ пушки или машины с электромеханическим приводом, которые вы­ давливают массу для заделки летки непосредственно в леточный канал.

Г Л А В А V

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ФЕРРОСПЛАВНЫХ ПЕЧЕЙ

Типичная электрическая схема питания ферросплавной печи представлена на рис. 28. Печь питается от двойной системы распре­ делительных шин понизительной подстанции через высоковольтные

59

разъединители, сблокированные таким образом, что ток поступает одновременно только от одной системы шин. Для очень мощных пе­ чей ток^высокого напряжения подводится, минуя понизительную подстанцию, непосредственно на

печные трансформаторы.

В настоящее время ведутся работы по использованию на ферросплавных печах постоян­ ного тока, но промышленного применения такие печи еще не нашли.

чем шлаковые процессы характеризуются менее спокойным режимом. Для процессов, идущих с проплавлением ванны, характерны раз­ личная нагрузка в разные периоды плавки и неспокойный электри­ ческий режим работы печи.

Распределение тока в ферросплавной печи зависит от характера процесса. При непрерывных бесшлаковых процессах под каждым электродом образуется газовая полость, стенками которой является расплавленная шихта, днищем — расплав, сводом — электрод. Элек­ трический ток образует дуговой разряд между электродом и стен­ ками полости и расплавом. Некоторое количество тока шунтируется

60