Начальным этапом в развитии электрометаллургии следует считать открытие в 1802 году В.В. Петровым явления электрической дуги — электрического разряда в газовой среде. Устойчивое горение электрической дуги в газовой среде, приводящего к ионизации газа и получению температуры 3000-3500 °С, осуществили в Италии (г. Камо) Алессандро Вольта и Луиджи Гальвани более двухсот лет назад. Практически через 100 лет во Франции был создан первый, удовлетворительно функционирующий образец электродуговой печи. В 1906 году в США построена промышленная трехфазная дуговая сталеплавильная печь переменного тока. Аналогичный агрегат емкостью 3,5тв 1910 году появился в России на Обуховском (Ижорском) заводе. С тех пор электрометаллургия является самой передовой и интенсивно развивающийся технологией металлургического производства. Более 30% от всей выплавляемой стали приходится на электрометаллургию, она занимает второе место после кислородно-конверторного производства. Электрометаллургия полностью вытеснила мартеновское производство в США и многих других странах. В электродуговых печах особенно удобно перерабатывать стальной лом и металлизированное сырье (продукт низкотемпературного бескоксового восстановления железа).
Поскольку электросталеплавильное производство слабо зависит от доменного, это позволяет организовывать производство стали практически в любом районе, имеющим достаточное энергообеспечение и необходимые запасы металлолома. Особенно широко используются дуговые сталеплавильные печи в литейном производстве и на машиностроительных предприятиях.
В настоящий период электродуговые печи являются самыми перспективными и экологически чистыми сталеплавильными агрегатами, используемыми для получения высококачественных сталей или прецизионных сплавов заданного химического состава.
Основной целью
Электродуговые печи
... и механизм вращения ванны вокруг вертикальной оси. Таблица 1 Технические данные электродуговых печей большой емкости Тип Показатели ДСП-50 ДСП-80/100 ДСП-180/200 Номинальная ... телескопической стойки и жесткой части вторичного токоподвода. Головки электрододержателей изготавливают из стали, бронзы тили латуни и делают водоохлаждаемыми. Наиболее распространены пружинно-пневматические электрододержатели ...
Наиболее значимыми периодами технологического процесса в этом случае являются энергетические стадии, в которых основное внимание уделяется режиму расплавления шихтовых материалов. Чисто технологические периоды, осуществляемые в установках внепечной доводки стали, становятся для ДСП не основными. Это позволяет дополнительно увеличить стойкость огнеупорной футеровки рабочего пространства ДСП и обеспечить снижение удельного расхода дорогостоящей электрической энергии. Очевидно, что разделение технологического процесса на технологические и энергетические периоды плавки доступны для крупных современных металлургических предприятий, обеспечивающих большие объемы выплавки стали. На многих отечественных предприятий производство стали в ДСП осуществляется циклическим процессом с последовательно повторяющимися периодами плавки: межплавочный период; период расплавления шихты; Окислительный и восстановительный периоды. При наличии жидкого расплава металла в период плавления, т.е. в окислительный и восстановительный (технологические) периоды плавки для исключения перегрева огнеупорной защитной кладки рабочего пространства ДСП величина подводимой к печи электрической мощности ограничивается. Поэтому в названные периоды плавки большое значение имеет объективный достоверный непрерывный (текущий) контроль температуры жидкого металла, температуры внутренней поверхности огнеупорной футеровки и температуры шлака
Классификация Дуговых сталеплавильных печей
В зависимости от установленной удельной (на тонну садки) мощности печного трансформатора, используемые в металлургической промышленности ДСП подразделяются на следующие группы:
1) низкой мощности, менее 250 кВт/т;
2) средней мощности, от 250 до 400 кВт/т;
3) высокой мощности, от 400 до 600 кВт/т;
4) сверхвысокой мощности, более 600 кВт/т.
Емкость ДСП широко используемых в литейных цехах промышленных
предприятий обычно не превышает 10 — 50 тонн. Емкость агрегатов, используемых в сталеплавильных цехах металлургических предприятий обычно составляет 100, 150, 200 и более тонн.
При интенсивном увеличении объемов выплавляемой стали в дуговых сталеплавильных печах происходит непрерывное совершенствование их конструкции и принципов
- используются водоохлаждаемые панели ;
- осуществляется симметрирование коротких подводящих цепей;
- используются графитированные электроды, выдерживающие повышенную плотность тока и отличающиеся более высокой механической прочностью;
- осуществляется совершенствование способов выпуска металла из печи;
- использование ДСП в качестве высокопроизводительных технологических агрегатов только для расплавления шихтовых материалов с последующим переносом технологических
операций в установки и агрегаты внепечной доводки стали, и т. д.
Для ускорения расплавления шихты и окислительных
Стали, чугуны и цветные металлы. Классификация и маркировка
... , алюминий, магний, никель ,титан, вольфрам и другие цветные металлы. 1. Классификация и маркировка сталей Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержание до 2,14% углерода. ... прочности и со специальными свойствами. Серый чугун малой прочности, Серый чугун повышенной прочности, Легированный серый чугун, Модифицированный серый чугун Серые чугуны имеют низкий предел прочности на ...
Современный электросталеплавильный процесс совершенствуется особенно заметно в направлении
В настоящее время существуют и используются несколько систем подачи углеводородного топлива в ДСП. Например, известна система Данарк фирмы Даниэли. Эта система предусматривает установку газокислородных горелок (фурм) в подине печи и нескольких кислородно-топливных фурм в боковых стенках печи.
Технологическая задача подачи кислорода в ДСП состоит в уменьшении продолжительности
Широкое распространение в промышленности всех технически передовых стран при выплавке стали в ДСП получило использование в шихте металлизированных
Как показали результаты исследования количество металлического лома в развитых металлургических районах нашей страны из-за большого экспорта, значительно уменьшилось или лом находится в трудно извлекаемом состоянии.
Во-вторых, замена металлического лома окатышами и чугуном
В случае использования в шихте ДСП окатышей потребление электроэнергии возрастает в связи с увеличением количества шлака и протекания реакций восстановления окислов железа, содержащихся в окатышах. Увеличение средней активной мощности потребляемой ДСП и удельного расхода электроэнергии обуславливает повышенную тепловую нагрузку печи. В связи с этим становится более актуальной проблема защиты огнеупорной кладки ДСП от перегрева путем непрерывного измерения по ходу плавки температуры огнеупорной футеровки и жидкого металла.
Удорожание электроэнергии и энергоносителей с
Основные конструктивные элементы и используемые механизмы ДППТ практически аналогичны ДСП переменного тока. В ДППТ для футеровки используются те же материалы, что и для футеровки ДСП. При выплавке стали в ДППТ используют все те же известные и применяемые в ДСП технологические периоды и методы повышения производительности печей: продувка металла кислородом или инертным газом, легирование металла, перемешивание ванны.
Электрометаллургия. устройство печей
... со сливным желобом. Питание печи осуществляется трехфазным переменным током. Нагрев и плавление металла осуществляются электрическими мощными дугами, горящими между концами трех электродов и металлом, находящимся в печи. Печь опирается на два опорных ...
Для работы современных ДППТ требуемая величина рабочего тока составляет более 130 КА и напряжения до 750 В. Отличительной особенностью ДППТ нового поколения от ДСП переменного тока является использование только одного верхнего — главного электрода (ГЭ) — катода, расположенного вдоль вертикальной оси печи. Подовые электроды (ПЭ) — аноды вставляются в подину или используется токопроводящая подина. Стойкость подины при проведении в течение компании печи текущих «горячих» ремонтов составляет до 5 тысяч плавок.
Одним из основных элементов подины ДППТ является подовый электрод (реже токопроводящая подина) который подсоединяется к плюсу выпрямителя источника питания ДППТ. В случае использования ПЭ нижний конец его соединяется с токопроводом, выше которого расположены каналы охлаждения. Каналы охлаждения расположены вне защитного металлического кожуха печи. Основная часть подового электрода расположена в нижней трети толщины огнеупорной футеровки подины печи.
Сам электрод представляет собой стальную трубу, заполненную медью, к боковой поверхности трубы приварены стальные листы, соединяющие электрод с расплавленным металлом. Внутри электрода расположены датчики температуры, связанные с системами сигнализации, блокировки и аварийной защиты.
Подовый электрод такой конструкции имеет неограниченный ресурс работы, поскольку заменяются только стальные листы при смене огнеупорной футеровки через 2-3 года (имеются данные и через 5 лет).
В ДППТ используется главный электрод без специальных требований к прочностным свойствам
Причиной такого малого удельного расхода дорогостоящих
- сокращение количество используемых электродов в три раза;
- продолжительная работа ДППТ на пониженном токе при высоком напряжении;
- отсутствие поломок при обрушении металлической шихты.
Последнее объясняется изменением формы проплавляемого в шихте колодца. В период расплавления шихты, который проводится при высоком напряжении и малом рабочем токе дуги (небольшой плотности тока), в шихте образуется не узкий колодец, в который погружается электрод (что характерно для ДСП переменного тока), а широкая воронка, внутри которой металлическая шихта на электрод не обрушается.
Дополнительным преимуществом ДППТ является наличие естественного перемешивания расплава за счет взаимодействия электрического тока, протекающего через него и электромагнитным полем. Для реализации естественного перемешивания устанавливается не менее двух подовых электродов, смещенных от оси симметрии подины.
Важным преимуществом ДППТ является значительное (в 7-9 раз) уменьшение выбросов газов при заметном уменьшении угара металла по сравнению с ДСП переменного тока. И в будущем это будет очевидно иметь решающее значение при ужесточении экологических требований.
Дуговые сталеплавильные печи как объект автоматизированного управления
... Свод набирают на специальном стенде, имеющем форму выпуклой сферы с установленными шаблонами электродов печи, поэтому набранный огнеупорным кирпичом свод в центральной части имеет три отверстия, ... выход пламени и раскаленных газов в зазоры между электродами и сводом печи, чтобы избежать потерь тепла, дополнительного расхода электродов и излишнего нагрева головок электродержателей. Для уплотнения ...
Несмотря на установку дополнительного
