§ 37. Оборудование электросталеплавильной печи

Почти все промышленные электросталеплавильные дуговые печи действуют не принципу нагрева, осуществляемого в результате излучения от дуг, горящих между электродами и ванной. Дуговая сталеплавильная печь состоит из корпусов, свода, сводового кольца, устройства для крепления и перемещения электродов, механизма наклона печи, водоохлаждаемой арматуры и электрического оборудования.

Корпус печи изготавливают сварным из листовой стали толщиной 10 - 30 мм, цилиндрической или овальной формы. Овальными их изготавливают для больших печей с расчетом на то, чтобы можно было вести работу с шестью электродами, из которых каждые три питаются электроэнергией от отдельного трансформатора. Внутри кожух печи футеруется огнеупорным материалом. Для завалки шихты и подачи других материалов в кожухе имеется одно или два загрузочных рабочих окна, ширина окна равна обычно 0,3-0,36 диаметра плавильного пространства печи, а высота-0,8 его ширины. В задней стенке сделано выпускное отверстие. Для удобства смены футеровки кожух изготавливают разъемным, с горизонтальной линией разъема на уровне рабочего окна. Днище кожуха сферическое или коническое с плоской центральной частью.

В сварном своде печи имеются отверстия для прохода электродов, которые уплотняются при помощи колец-холодильников. Охлаждающие уплотнительные кольца изготовлены в виде змеевика. Внутренний диаметр уплотняющего кольца обычно на 30-40 мм больше диаметра электрода.

Для подвода тока к электродам и для крепления их на требуемой высоте служат электрододержатели, которые состоят из стальной или бронзовой головки пружишо-пневматического зажима и рукава. Сама головка изготовлена из стали и бронзы. Охлаждение головки водой уменьшает ее тепловое расширение, что способствует сохранению плотности зажима, улучшению контакта между головкой и электродом. Последние перемещаются при помощи электрического или гидравлического привода. Головка электрододержателя крепится к горизонтальному рукаву, соединенному с особой подвижной стойкой, перемещающейся в вертикальном направлении внутри неподвижной стоики телескопической конструкции.

Механизм наклона, привод которого бывает гидравлическим или механическим, служит для наклона печи на 40°С в сторону литейного пролета в процессе слива металла и в сторону завалочного окна «а 12° при скачивании шлака. Механизм .имеет ограничители хода в обе стороны.

В дуговых печах применяют угольные или графитированные электроды диаметром от 100 до 710 мм. На печах большой емкости применяют обычно графитированные электроды, которые выдерживают очень высокую температуру и обладают хорошей электропроводностью.

В настоящее время на отечественных заводах широко применяются электросталеплавильные печи емкостью 80-200 т. Электродуговая печь ДСП-200 состоит из следующих узлов (рис. 94): двух фундаментных балок 1; наклоняемой люльки 2, .поворотной тумбы 4, установленной на люльке, корпуса лечи 11, состоящего из ванны с кольцевым рельсом, опирающимся на ролики 14, с рабочим окном 13, вспомогательным окном 9 и сливным носком 3; свода печи 12 с газоотсасывающим патрубком 10; портала 15, с помощью которого осуществляется отворот свода печи; шахты 7 со стойками и электрододержателями 8; двух механизмов 17 наклона корпуса печи; трех механизмов 6 перемещения ч зажима электродов; механизма 5 подъема свода печи; механизма 16 поворота тумбы и свода печи; механизма 18 поворота ванны печи.

Печь ДСП-100 состоит из аналогичных узлов за исключением шахты и конструкции механизмов перемещения электродов.

Техническая характеристика електросталеплавилньных печей

Емкость печи, т 200 100

Общая масса металлоконструкций и обору-

дования печи без футеровки, т 1148 440

Габариты печи, м:

высота 25 19,7

длинна по оси механизма наклона . . 26 16

ширина по оси носка 14,5 13

Угол наклона печи, град.:

в сторону слива металла 40 40

в сторону слива шлака 10 12

Внутренний диаметр корпуса, им .... 9200 7200

Диаметр ванны на уровне порога, мм . . 7100 5400

Глубина ванны от уровня порога, мм . . 1480 1100

Диаметр электродов, мм 710 550

Ход электродов, мм 5000 3600

Угол поворота свода с системой электродов,

град 60 85

Мощность трансформатора, кВА .... 45000 32000 Загрузочная корзина: , . , , ,

емкость, т 200 60

объем, м³ 166 50

масса, т 78 35

Печи оснащены устройствами для электромагнитного перемешивания жидкого металла и подачи кислорода в печь.

Охлаждение конструкций печей водой осуществляется посредством двух комплектов напорных коллекторов под давлением не менее 20 Н/см² (2 кгс/см²) и сливных воронок. Один коллектор предназначен для очищенной умягченной воды, охлаждающей гибкие кабели и электрододержатели, а второй – для охлаждения технической водой коробки песочного затвора свода, заслонок и рам рабочих стон, 'Подвесного свода, площадок, консолей и перил портала. Первый коллектор устанавливают на рабочей площадке, а второй - на люльке. Подача воды может регулироваться вручную и автоматически в зависимости от температуры отводимой воды.

Для загрузки печи шихтой, выполняемой при помощи загрузочной корзины, свод поднимают на 300-400 мм и отводят в сторону. Эти операции выполняются специальными механизмами подъема и поворота. Механизм подъема свода установлен на конструкции портала над печью я состоит из двух электродвигателей, соединенных муфтами с редукторами и между собой валами. С помощью червячного колеса редуктора перемещается тяговый винт, к которому прикреплены цепи. Последние через звездочки и тяги соединены со сводом печи и в зависимости от направления вращения тягового -винта поднимается или опускается свод. Механизм поворота состоит в основном из вертикально установленного на радиальных подшипниках вала. К валу прикреплен зубчатый сектор, которым осуществляется поворот свода. На валу насажена и закреплена литая опора, на которой установлен портал.

Вольтова дуга, возбуждаемая между электродом и шихтой в печи, обеспечивает расплавление шихты. Для поддержания определенного расстояния между электродом и шихтой специальными механизмами осуществляют подъем и опускание электродов, удерживаемых электрододержателями. Раньше эти механизмы работали с тросовым приводом, в настоящее время – с реечными. В печи установлены три электрода, каждый из которых перемещается самостоятельно независимо от других.

Рис. 94 .Электросталеплавильная дуговая печь емкостью 200т

Механизм подъема (рис. 95) каждого электрода состоит из каретки 6, перерешающейся на шестнадцати роликах 18 по направляющей колонне 19. Подъем и опускание осуществляется принудительно зубчатой рейкой 3, прикрепленной к кронштейну 5 каретки. Рейка входит в зацепление с ведущей .шестерней редуктора 1, вращаемого электродвигателем 2. В том случае, если электрод опустился до шихты, рейка сжимает пружину 7 и отключает двигатель путевым выключателем 8. Противовес 4 служит для облегчения работы двигателя. На верху каретки прикреплен электрододержатель, состоящий из сблокированных на одной оси пневмоцилиндра 9 и корпуса 10 механизма зажима со штоком 11. На вылете 17 закреплен шарнир 16 промежуточных рычагов 12 и 15 механизма обжатия. В корпусе 10 электрод прижимается пружиной к головке 13 электрододержателя хомутом 14.

Рис. 95 Механизм подъема электродов