требуется 30 с. В положении, когда свод находится над ванной печи, поворотный вал фиксируется стопорным устройством.
Недостатком такой конструкции является то, что вся осевая на грузка (порядка 200 т) и нагрузка от изгибающего момента (около 500 т) воспринимаются подшипниками.
На печах средней емкости поворот системы вокруг оси толкателя механизма подъема свода осуществляется горизонтальной зубчатой рейкой, находящейся в зацеплении с телом толкателя. Рейка жестко соединена со штоками двух гидроцилиндров одностороннего дей ствия. При подаче жидкости в один из цилиндров рейка переме щается в ту или обратную сторону и поворачивает свод. В конечном положении свод фиксируется стопорными устройствами. Гидравли ческая блокировка позволяет производить поворот свода только после подъема его на требуемую высоту.
ВОДЯНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ
Водоохлаждаемыми элементами дуговой печи являются эконо майзеры, рукава электрододержателей. П-образная арка и заслонка рабочего окна, сводовое кольцо, кислородная фурма, патрубок газоотвода, токоведущие трубы и гибкие кабели вторичного токоподвода. В некоторых случаях применяют охлаждение свода, кладки стен, верхнего пояса жесткости, кожуха у сталевыпускного отверстия.
Система водоохлаждения состоит из распределителей, сливных воронок и труб. Сечение отводящих труб на случай парообразования должно быть несколько больше, чем подводящих. С целью предот вращения образования паровых «пробок» и для более интенсивного охлаждения наиболее горячих участков экономайзеров и фурм вода подается в нижнюю часть водяной рубашки, а отводится с самого высокого места. На трубах, отводящих воду из коллекторов (распре делителей), устанавливают вентили, с помощью которых можно ре гулировать подачу воды в каждый водоохлаждаемый элемент. По ступление воды регулируют таким образом, чтобы температура ее на выходе не превышала 50° С. При более высокой температуре в во доохлаждаемых элементах образуется накипь, ухудшающая отвод тепла. Гибкие кабели и токоведущие трубы вторичного токоподвода охлаждают химически очищенной водой.
На сливных ветвях системы охлаждения устанавливают электроконтактные манометры, сигнализирующие о падении давления в си стеме. В стоке воды из всех элементов в водосборную воронку пре дусматривают участок открытой струи, чтобы можно было визуально следить за движением воды и исключить замыкания тока через нее.
6 Зак. 824
Глава 6
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И РАБОТА ДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ. ЭЛЕМЕНТЫ ОБОРУДОВАНИЯ
Крупные дуговые электропечи являются мощным потребителем электроэнергии, и поэтому электросталеплавильиые цехи включают в мощные энергетические системы, объединяющие по нескольку электростанций. К цеховым понижающим подстанциям для умень шения потерь в линиях передач подводят энергию высокого напря жения (35— 110 кВ). Это напряжение от высоковольтного распреде лительного устройства по индивидуальной для каждой печи линии подается к печной подстанции (рис. 41), в которой размещается по нижающий печной трансформатор и вспомогательное электрообору дование. Пониженный до ПО—600 В ток подается непосредственно к электропечи. Сила тока на этом участке электрической цепи до стигает десятков тысяч ампер, вследствие чего на участке от печного трансформатора до электродов имеют место значительные потери мощности. Для уменьшения этих потерь печную подстанцию макси мально приближают к печи, а участок цепи от трансформатора до электродов делают возможно более коротким. Поэтому его часто на зывают короткой сетью печи.
Таким образом, электрическая схема дуговых электропечных установок включает следующее оборудование:
1)печь с электродами, исполнительными механизмами регуля торов мощности печи и ванной, в которой горят дуги и находится расплавленный металл;
2)понизительные трансформаторы, вместе с которыми размещены дроссели. В настоящее время освоены и выпускаются понизительные трансформаторы со встроенными дросселями, служащими для уве личения индуктивного сопротивления сети и улучшения условий горения дуг;
3)короткую сеть, соединяющую вторичные выводы трансформа тора с электродами печи;
4)коммутационную, измерительную и защитную аппаратуру, провода высокого и низкого напряжения.
П е ч н о й т р а н с ф о р м а т о р служит для преобразования электроэнергии высокого напряжения в энергию низкого напряжения.
Понизительные печные трансформаторы вследствие особых усло вий работы характеризуются рядом особенностей, отличающих их от прочих силовых трансформаторов. К ним относятся:
1) большая величина номинальной силы тока на стороне низкого напряжения, составляющая десятки тысяч ампер;
2) повышенное индуктивное сопротивление обмоток, необходимое для ограничения силы токов короткого замыкания до 2,5—3,5- кратной величины по отношению к номинальной силе тока, так как
82
сталеплавильные печи работают с частыми замыканиями электродов на шихту при зажигании дуги и обвале шихты в период расплавления; 3) повышенная механическая прочность крепления обмоток и отводов, рассчитанных на частые толчки токов и короткие замыкания;
4) возможность регулирова ния напряжения под нагрузкой в широких пределах.
Трансформатор состоит из трех обмоток высокого напря жения, выполненных из медного провода относительно неболь шого сечения, и трех обмоток низкого напряжения, выполнен ных из шин большого сечения.
На первичной обмотке имеет ся ряд отпаек от разного числа витков, что позволяет изменять соотношение числа витков пер вичной и вторичной обмоток и величину вторичного напряже ния, так как
U 2 = : U i H - V I 2 ,
где U2 — вторичное (выходное) напряжение транс форматора;
U1— подводимое к транс форматору напряже ние;
Пх и л 2— число витков соответ ственно первичной и вторичной обмоток.
Все шесть обмоток посажены на связанные между собой три сердечника (магнптопровода). Сердечник трансформатора с об мотками опускают в плотно закрываемый кожух, заполняе мый трансформаторным маслом. Масло является хорошим элек трическим изолятором и обла дает большой теплопроводно стью, что обеспечивает отвод тепла от катушек и сердечника трансформатора. Нагревается трансформатор за счет потерь мощности на активное сопротив ление медных обмоток и на перемагничивание сердечника.
Рнс. 41. Схема электропитания дуговой элек тросталеплавильной печи:
/ —высоковольтное распределительное устрой ство; 2 — приборы защиты; 3 — высоковольт ный кабель; 4 — печная подстанция; 5 — при боры учета и измерения; 6 — ванна печи;
7 — перемешивающий статор; 1Р—ЗР — высо ковольтные разъединители (безопасности);
1В — высоковольтный выключатель защиты печи; 2В — оперативный выключатель; ITT — 2ТТ — измерительные высоковольтные транс форматоры тока; 'ЗТТ — измерительные высо ковольтные трансформаторы тока; I P 3 —ЗРЗ — заземляющие разъединители; ТН — трансфор матор напряжения; П Т — трансформатор печ
ной; ПР — низковольтные предохранители
6* |
S3 |
Над трансформатором устанавливают соединенный с ним бачокрасширитель, в котором содержится резерв масла. Этим обеспечи вается постоянное заполнение маслом всего объема трансформатора и уменьшается поверхность соприкосновения масла с воздухом. В случае повреждения или оголения обмоток происходит разложение масла с выделением газов. О появлении газов в трансформаторе сиг нализирует газовое реле, установленное в верхней части бака транс форматора. Газовое реле при появлении небольшого количества газов ■—• продуктов разложения масла подает предупредительный сигнал.
Для ограничения силы токов короткого замыкания в трансфор матор встраивают дроссель, включение и выключение которого осуществляется специальным шунтирующим контактором. Совре менные печные трансформаторы снабжают устройствами переклю чения ступеней напряжения под нагрузкой, которые позволяют из менять напряжение на дуге без отключения печи.
Для питания цепей защиты, контроля и измерения, а также цепи регулятора мощности дуги устанавливают трансформаторы тока. Печные трансформаторы оборудованы также приборами контроля уровня и температуры масла. Для защиты рабочих обмоток и пере ключающего устройства от перенапряжений, наводимых со стороны обмотки высокого напряжения, на трансформаторе устанавливают вентильные разрядники.
Печные трансформаторы рассчитаны на режим работы с периоди ческой перегрузкой на 20% в течение 2 ч и последующей работой на номинальной силе тока в течение 2,5 ч.
В связи с тем, что в современном сталеплавильном цехе печной пролет размещен в середине цеха между шихтовым и разливочным пролетами, а трансформатор устанавливают не далее 1— 1,5 м от печи, естественное охлаждение его осуществить затруднительно. В то же время мощность тепловыделения в трансформаторе дости гает десятков и сотен киловатт, поэтому его необходимо охлаждать принудительно. Для охлаждения применяют принудительную цир куляцию масла, пропускаемого через водяной маслоохладитель. Система охлаждения состоит из двух комплектов маслоохладителей и насосов, работающих независимо один от другого.
Для удобства монтажа и демонтажа трансформатор снабжают переставными катками, позволяющими закатывать его в подстанцию широкой или узкой стороной по одной и той же стандартной колее шириной 1524 мм. * j
У с т р о й с т в у д л я п е р е к л ю ч е н и я с т у п е н е й н а п р я ж е н и я предназначено для ступенчатого изменения мощ ности, выделяющейся в дугах. Регулирование мощности может осу ществляться либо переключением схемы соединения первичных об моток трансформатора (со «звезды» на «треугольник» и наоборот), либо включением и отключением части витков первичных обмоток и изменением коэффициента трансформации.
Переключением первичной обмотки трансформатора с «треуголь ника» на «звезду» вторичное напряжение уменьшается в |/3 раза.
84