Каталог дуговых печей переменного тока

Дуговые электропечи переменного тока

Предлагаем полный комплекс услуг, связанных с проектированием дуговых сталеплавильных печей. Объем предлагаемых нами услуг включает в себя весь перечень работ: начиная от выполнения проектно-конструкторской документации (на завод, цех, оборудование и др.) и заканчивая услугами по изготовлению оборудования, его поставке, пуско-наладке и вводу в эксплуатацию. Более подробную информацию предоставляем при конкретном запросе (см. раздел "Контакты").

Общее устройство дуговых печей

Главное преимущество дуговых печей обусловлено тем, что в них, благодаря высокой темпе­ратуре металла и, особенно, шлака, удается успешнее, чем в индукционных печах, осуществить все необходимые металлургические процессы и, в частности, удаление вредных примесей (фосфора и серы).

Конструкции дуговых печей делятся на три типа:

• печи обычной конструкции с загрузкой шихты через рабочее окно;
• печи с выдвижным корпусом для загрузки шихты через открытый верх печи;
• печи с выдвижным и вращающимся корпусом.

Плавка металла выполняется в рабочем пространстве печи, которое образуется из подины, стенки и свода. Они составляют футеровку печи.
Подина и частично стенки, являясь резервуаром жидкого металла, воспринимают его вес в условиях высоких температур и испытывают воздействие химических реакций с жидким металлом и шлаками. Назначение свода и стенок заключается в предотвращении рассеивания тепла. Поэтому к материалу для футеровки предъявляются, кроме требования высокой огнеупорности и прочности, еще условие химической стойкости, что и достига­ется подбором огнеупоров для футеровки в соответствии с кислым или основным процессом плавки.

В рабочем пространстве дуговой печи на подине размещаются жидкий металл и шлак, а в верхнем пространстве над ванной первоначально увеличенный объем кусковой шихты. Наиболее важными параметрами рабочего пространства являются глубина ванны, высота свода над уровнем завалочного окна и диаметр окружности центров электродов. При чрезмерной глубине ванны ухудшается прогрев стали, и замедляются процессы взаимодействия между сталью и шлаком. Глубина ванны зависит от состава и качества стали. Она может быть увеличена при плавке углеродистой стали и уменьшена при плавке легированных сталей.
Чем глубже ванна, тем больше вес стали, вмещаемой печью. Высота свода над ванной оказывает очень сильное влияние на стойкость свода, она должна быть выбрана достаточно большой. Однако при высоком своде значительно увеличивается длина электродов, высота стоек печи, а также возрастает наружная теплоотдающая поверхность печи, увеличивается расход электроэнергии.

Диаметр окружности центров электродов должен находиться в определенном соотношении с диаметром рабочего пространства печи. Если электроды окажутся слишком близко к стенкам печи, то будет сильно разрушаться футеровка стенок, замедлится нагрев и плавление шихты в центральной части печи.
При слишком малом диаметре окружности центров электродов ухудшается нагрев у стенок и ослабляется средняя часть свода, находящаяся между электродными отверстиями. Правильный выбор размеров рабочего пространства является очень важным для получения хороших показателей работы печи.

Футеровка дуговых печей

Огнеупорные материалы характеризуются следующими свойствами: огнеупорностью, температурой начала размягчения под нагрузкой, термостойкостью, механической прочностью при сжатии, химическим составом, способностью к взаимодействию с основными и кислыми шлаками и стоимостью.
Огнеупорностью называется свойство материала противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур.

Температура начала размягчения под нагрузкой характеризует ту температуру, при которой образец огнеупорного материала высотой 50 мм, находящийся под нагрузкой 2 кг/см2 сжимается на величину, равную 40 % от первоначальной длины образца.

Термостойкость – способность выдерживать резкие изменения температуры без разрушения: она определяется числом теплосмен, которые выдерживают огнеупорные кирпичи до того, как они час­тично разрушатся и потеряют 20 % своего первоначального веса. Теплосмена осуществляется следующим образом: кирпичи нагревают до 850°С и затем быстро охлаждают в проточной воде.

Кроме высокой огнеупорности не менее важным свойством является температура начала размягчения под нагрузкой. В этом отношении явные преимущества имеют динасовые кирпичи, несмотря на более низкую их огнеупорность. Особенно это свойство присутствует в сводах, в печах, как с кислой, так и с основной футеровкой.

Наиболее термостойким из перечисленных огнеупоров являются хромомагнезитовые, но они очень дорогие. Наибольшее увеличение размеров и объема при нагревании имеют магнезитовые и динасовые кирпичи, однако при высокой температуре магнезитовые кирпичи имеют дополнительную усадку (-1,0 %), что приводит к образованию щелей между отдельными кирпичами. Увеличение размеров желательно при кладке сводов и арок, так как они увеличивают стрелу выпуклости и повышают прочность кладки, поэтому магнезитовые кирпичи не применяют для сводов. В тех случаях, когда увеличение размеров кладки должно быть уменьшено, следует класть между отдельными кирпичами легко сгорающие прокладки из фанеры, толя или папки. Своды из магнезитовых кирпичей и хромомагнезитовых следует утеплять. Для теплоизоляционных материалов главным свойством является низкая теплопроводность в виду того, что температура на границе внутреннего и наружного слоя достигает 1200-1300 °С. Необходимо сразу за высокоогнеупорными материалами располагать шамотные, а еще лучше легковесные кирпичи.

В качестве связующих наибольшее применение в производстве находят жидкое стекло и огнеупорная глина, однако возможно использование каменноугольной смолы и песка.
Жидкое стекло представляет собой технический силикат натрия, растворимый в воде. По ГОСТ 13078 применяется содовое стекло.
Огнеупорная глина в сухом молотом виде применяется как связующее вещество для кварцевого песка.

Процесс плавки в дуговой печи

Плавка в дуговой электрической печи проходит под действием тепла электрической дуги, только очень мощной. В печи достигается высокая температура (в месте горения дуги – свыше 5000 °С), которая вместе с восстановительной атмосферой, создаваемой при горении электрических дуг, позволяет выплавлять стали, легированные такими тугоплавкими металлами, как вольфрам, молибден, а также полнее очищать металл от вредных примесей и выплавлять любую сталь с каким угодно количеством самых различных добавок.

На выплавку одной тонны стали в крупных электропечах тратится в среднем 600-800 кВт/ч.

К электродам по медным проводникам подается ток. Свод дуговой печи подвешен (его крепят к порталу при помощи цепей).

Когда нужно произвести загрузку металла – шихты, его с помощью механизма поднимают и поворачивают, а открытый таким образом корпус остается на месте. Мостовым краном с помощью бадьи, днище которой состоит из гибких секторов, шихта загружается в корпус печи. Затем свод поворачивается и опускается на печь. Через отверстия в своде вводят электроды и начинают плавку. Электрическая дуга загорается между каждым электродом и металлом (металл является проводником), ток протекает от электрода к электроду через металл. Электроды опускаются все ниже, и постепенно под каждым электродом образуется озерцо жидкого металла.

Дуговая печь подвижна, ее можно наклонять вокруг вертикальной оси в ту или другую сторону, перемещая металл, сокращая время на расплавление и скачивая шлак и поворачивая печь для выпуска металла в ковш после его приготовления.

В электропечах для интенсификации процесса применяют кислород.