Материал: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие.

При выборе параметров печи важно правильно определить диа­ метр распада электродов. Слишком малый диаметр распада электро­ дов приводит к наложению реакционных зон и, следовательно,

кочень большой концентрации мощности. В результате температура

вэтой зоне резко повышается и понижается полезное сопротивление шихты, что приводит к высокой посадке электродов и к повышенным потерям в улет восстановленных элементов и тепла, особенно мар­ ганца, кальция, кремния. Выбор завышенного диаметра распада электродов приводит к дополнительным потерям тепла из-за слишком больших размеров ванны печи и к холодному ходу печи, к образова­ нию под электродами отдельных, не связанных между собой реак­ ционных тиглей и к затруднениям с выпуском сплава. В большин­

шен до девяти десятых диаметра распада электрода печи аналогич­ ной производительности, но со стационарной ванной. Это возможно, поскольку глубокая посадка электродов обеспечивается охлажде­ нием реакционной зоны надвигающейся шихтой, разрушением хорошо электропроводного карборунда, уменьшением размеров тигля и изменением его формы, а также ввиду уменьшения вязкого и хорошо электропроводного слоя вокруг газовой полости тигля.

Отмеченные выше факторы и постоянное перемещение очагов высокой температуры относительно пода и стен печи облегчают службу футеровки печей с вращающейся ванной и позволяют снизить величину расстояния а от электрода до футеровки печи на 30% против принятой для стационарных печей до (0,8-г-1,0) d3 примени­ тельно к бесшлаковым и до (0,95-н 1,2) d3 применительно к шлако­ вым процессам.

Сообразно с изложенным для выбора диаметра ванны рекомен­

условия службы футеровки усложняются и необходимо увеличить величину a: d„ = dp + d3 + 2а = dp + 3,3d3.

2. Для печей с вращающейся ванной: при бесшлаковом про­ цессе dB 0,9dp -|- 2,5d3; при шлаковых процессах: dB= 0,9dp + + 3,0d3.

Отечественная практика и зарубежные данные показывают, что диаметр ванн для закрытых печей обычно увеличивают примерно на величину до 1,0-d3 сравнительно с аналогичными открытыми печами.

Наружный диаметр печи выбирают равным du плюс двойная толщина футеровки, которая определяется мощностью печи и тех­ нологическими особенностями процесса.

Глубину 1г ванны печи определяют в зависимости of диаметра электрода и плотности тока в нем, рода выплавляемого сплава и мощности печи. Обычно для открытых печей мощностью свыше 7500 кВА величину h связывают с диаметром электрода уравнением

438

h 2,2d3 и для закрытых печей высоту /г определяют по условиям обеспечения надлежащего подсводового пространства, что приводит к ее увеличению примерно до 2,5—2,7йэ.

Толщина подины на мощных печах составляет около 2 м и общая высота печи Н — h + 2 м.

КОЖУХ И ФУТЕРОВКА ПЕЧИ

Кожух ферросплавной печи должен быть достаточно прочным, так как ему приходится выдерживать массу футеровки, шихты и сплава, а также давление футеровки печи в результате ее теплового расширения. Кожух выполняют из листовой стали толщиной 15— 25 мм.

Для придания кожуху жесткости к нему крепят вертикальные ребра и 3—5 горизонтальных поясов жесткости, выполненных^из листового и профильного же­ леза. В закрытых печах роль верхнего пояса жесткости вы­ полняет корыто песчаного за­ твора. В местах крепления леток кожух усиливают либо литой стальной плитой, либо дополни­ тельными ребрами жесткости, к которым крепят литую или же сварную арматуру летки.

Вмощных трехфазных печах

скруглой ванной, работающих

ишлаковую, расположенные на различных уровнях.

Вотдельных случаях кожух печи или часть его охлаждается снаружи водой при помощи брызгал или заложенных в футеровку

холодильников. Подину печи обычно охлаждают воздухом, нагне­ таемым вентилятором в пространство между балками.

Конструкция и качество футеровки во многом определяют тех­ нико-экономические показатели производства ферросплавов. Выбор огнеупорных материалов для футеровки печи определяется техноло­ гией выплавки сплава, составами шлака и сплава. Характерной особенностью футеровки рудовосстановительиых ферросплавных пе­ чей служит очень большая толщина подины, что обеспечивает зна­ чительную тепловую инерцию. Общим для ферросплавных печей является то, что роль фактического рабочего слоя футеровки печи выполняет так называемый гарниссаж — слон, образованный из проплавляемой шихты, восстановленной до различной степени, остатков футеровки и сплава. Часть гарниссажа, обращенная к пла­ вильному тиглю, участвует в процессах восстановления и непре­

439

рывно обновляется, а прилегающая к футеровке надежно защищает ее от разрушения. Один из вариантов футеровки закрытой печи с вра­ щающейся ванной для выплавки кремнистых сплавов показан на рис. 162. Срок службы футеровки на таких печах составляет 8—

10 лет.

Футеровку печей для выплавки феррохрома и ферромарганца

ком вызывают быстрый износ футеровки; примерный срок службы такой футеровки 1—2 года.

Повышение стойкости футеровки рафинировочных печей дости­ гается в результате использования магнезитового кирпича повы­ шенной плотности, создания на подине постоянного предохрани­ тельного слоя сплава (ограничивая угол наклона в наклоняющихся печах), образования устойчивого гарниссажа, правильного выбора диаметра ванны, недопущения перегревов ванны, тщательной за­ правки стен и охлаждения футеровки воздухом.

Глава 35

МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

МЕХАНИЗМ ВРАЩЕНИЯ ВАННЫ

Чтобы плавно изменять соответственно требованиям технологии скорость вращения ванны печи (обычно в пределах 1 оборот за 40— 160 ч), применяют механизм вращения, работающий от шунтового электродвигателя постоянного тока мощностью 0,5—2 кВт. Измене­ ние числа оборотов такого двигателя осуществляется шунтовым реостатом.

Ввиду малой скорости вращения ванны необходимое передаточное число редукторной передачи (без основной зубчатой) составляет от 100 000 до 200 000, и передачу осуществляют последовательным включением двух редукторов, обычно одного червячного (первый

440

от электродвигателя) и одного цилиндрического. Основная передача, как правило, бывает конической с модулем, равным 30. Опорную плиту выполняют в виде железобетонной или сварной конструкции с центральной упорной цапфой для восприятия горизонтальных нагрузок и работающей в упорном подшипнике, заделанном в фун­ дамент.

Масса печи воспринимается ходовыми катками, размещаемыми по круговому рельсу, монтируемому на фундаменте. Число катков в различных конструкциях колеблется от 8 до 64.

Для удобства ведения технологического процесса механизм вра­ щения ванны печи должен быть снабжен программным регулятором, автоматически устанавливающим нужный режим работы: круговое вращение, вращение реверсивное на определенный угол и т. д. Механизм вращения ванны печи должен автоматически отключаться в случае прекращения подачи электроэнергии на печь или при резком уменьшении мощности печи.

ЭЛЕКТРОДОДЕРЖАТЕЛЬ. МЕХАНИЗМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ

Электрододержатель состоит из электродного зажима с контакт­ ными щеками и несущего цилиндра. Он должен обеспечивать надеж­ ность зажатия и подвески электрода и его перемещение с требуемой скоростью, надежность и удобство перепуска электрода, минималь­ ные потери электроэнергии, надлежащий тепловой режим обжига самоспекающихся электродов.

Электродный зажим состоит из кольца, контактных щек и меха­ низма зажима их. Контактные щеки служат для подвода к электро­ дам рабочего тока. Высокая температура колошника, выбивание с его поверхности горячих газов и особенно свищей, возможность попадания пыли и электродной массы между электродом и щекой создают тяжелые условия работы контакта щека — электрод и са­ мих щек. Поэтому обычно для изготовления щек применяют хорошо электро- и теплопроводные электролитическую медь или медные сплавы. Для обеспечения водяного охлаждения щеки изготавливают пустотелыми или с залитыми в них медными или стальными трубами. Щеки крепят к нижнему кольцу несущего цилиндра с помощью изо­ лирующих подвесок.

Широкое распространение получили кольцевые пружинные за­ жимы, состоящие из кольца, пружинного зажима и токоподводящих контактных щек. Для разрыва магнитного контура кольцо состоит из двух полуколец, соединенных стальными пальцами с надетыми на них бронзовыми втулками.

Полукольца представляют собой пустотелые сварные или литые стальные коробки, в полостях которых размещаются пружинные зажимы. Число зажимов соответствует числу щек и составляет у малых печей до 4 и у больших до 6—8 штук. Нажатие на щеку осу­ ществляется одной-двумя пружинами, давление которых на щеку передается с помощью подвижного упора.

441