- •Значения линейных параметров для различных фсп
- •Некоторые эксплуатационные показатели «образцовых» фсп
- •Электрическое поле ванны
- •Определение электрических параметров
- •§ 2. Самообжигающиеся электроды Технические характеристики
- •Сопротивление электрода диаметром 900 мм при различных температурах, мОм/м (по данным б.М. Струнского)
- •Конструкция
- •§ 3. Ванна Кожух
- •Футеровка
- •Механизм вращения
- •Технико-экономические показатели фсп мощностью 12,5 mb·a при различных режимах вращения ванны (по данным м.А. Рысса)
- •§ 4. Электрооборудование Электрическая схема
- •Компенсация реактивной мощности
- •§ 5. Энергетический баланс и технико-экономические показатели работы Печи непрерывного действия
- •Энергетический баланс фсп непрерывного действия, %
- •Печи периодического действия
- •Энергетический баланс фсп периодического действия, %
- •Электрофизические процессы в шлаковой ванне
- •Электрическое поле шлаковой ванны
- •Значения коэффициентов k1 и k2 для расчета сопротивления шлаковой ванны (по данным а.А. Никулина)
- •§ 2. Теплообмен в шлаковой ванне Температурное поле шлаковой ванны
- •Нагрев и плавление расходуемого электрода
- •§ 3. Механическое оборудование
- •Кристаллизатор
- •Электрододержатель
- •Механизм передвижения кристаллизатора
- •§ 4. Электрооборудование Электрическая схема
- •Вторичный токопровод
- •Активное (r) и индуктивное (X) сопротивления электропечной установки эшп типа окб-905
- •Характеристика вторичного токопровода печей эшп типа р-951
- •Особенности электрического режима
- •Электротехнические показатели печей эшп
- •§ 5. Тепловой баланс и технико-экономические показатели работы Тепловой баланс
- •Пути улучшения технико-экономических показателей
- •Электромагнитные явления в системе «индуктор – металл»
- •Электромагнитные явления в металлическом цилиндре
- •Электромагнитные явления в индукторе
- •Электромагнитные явления в зазоре
- •Электрический кпд и коэффициент мощности
- •§ 2. Механическое оборудование
- •Индуктор
- •Футеровка
- •Срок службы футеровки итп разной вместимости (по данным м.Г. Трофимова)
- •Механизм наклона
- •§ 3. Электрооборудование Электрическая схема
- •Источники питания
- •Конденсаторы
- •Управление движением жидкого металла
- •§ 4. Энергетический баланс и технико-экономические показатели работы Энергетический баланс
- •Энергетический баланс и технико-экономические показатели итп различной вместимости
- •Способы улучшения технико-экономических показателей
§ 3. Ванна Кожух
Кожух ванны ФСП должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать давление, создаваемое весом футеровки и шихтовых материалов, а также давление расширяющейся при нагреве футеровки. Для ванны с угольной футеровкой кожух должен быть герметичным, чтобы исключить подсос воздуха.
Кожух выполняют из листовой стали толщиной 12…24 мм в зависимости от размера ванны. Плоские стены кожуха прямоугольной ванны усиливают ребрами жесткости (для кожуха цилиндрической формы ребра жесткости не обязательны). Верхний край кожуха открытых ванн усиливают поясом жесткости; у закрытых ванн эту роль выполняет лоток песчаного затвора, необходимого для предотвращения выбивания печных газов из-под свода.
Для уменьшения распорного действия футеровки целесообразна коническая форма кожуха ванны. При нагреве расширяющаяся футеровка поднимается по конусной поверхности кожуха и свободно увеличивается по диаметру. Коническая часть кожуха (см. рис. 57, б) также увеличивает его жесткость и позволяет уменьшить расход огнеупорных материалов.
Днище кожуха ФСП непрерывного действия обычно плоское, простое в изготовлении и достаточно прочное для условий службы ванны, опирающейся на раму из параллельно установленных двутавровых балок, закрепленных на фундаменте ФСП или на плите механизма вращения ванны. Плоское днище ванны с угольной футеровкой охлаждают вентиляторным воздухом, нагнетаемым в каналы между балками шириной 400...500 мм.
Футеровка
Высокая температура в реакционных «тиглях» ванны ФСП (2300...2500 К) определяет особо высокие требования к огнеупорности футеровки и ее химической стойкости к действию расплава, в особенности шлака. Из всех известных огнеупорных материалов этим требованиям удовлетворяет угольная футеровка. Поскольку эта футеровка не может работать в окислительной атмосфере, ее применяют в нижних горизонтах ванны, которые изолированы от воздуха и окислительных реагентов футеровки, т.е. в подине и в части стены на уровне подэлектродного пространства (см. рис. 58). Углеродистую футеровку нельзя применять в ваннах ФСП для выплавки малоуглеродистых и безуглеродистых сортов феррохрома и ферромарганца, а также металлического марганца. В этих случаях применяют керамические огнеупорные материалы, например, периклазовый кирпич (см. рис. 57, а).
Другой особенностью футеровки ФСП является большая толщина (толщина подины достигает 2,5 м) и хорошая тепловая изоляция. Большое тепловое сопротивление способствует снижению тепловых потерь и созданию необходимой высокой температуры в рабочем пространстве ванны, а значительная масса футеровки, обладающая большой тепловой инерцией, способствует сохранению устойчивой температуры в «тигле» (для ФСП непрерывного действия) при возможных кратковременных простоях (выпуск сплава, перепуск электродов и т.п.).
В ФСП фактическим рабочим слоем футеровки ванны служит гарнисаж, формирующийся:
на подине – из застывшего расплава;
в нижних горизонтах ванны – из проплавленных шихтовых материалов;
в верхних горизонтах ванны – из уплотнившихся непрореагировавших шихтовых материалов, частично или полностью лишенных (в результате окисления) углеродистого восстановителя.
Толщину слоя гарнисажа устанавливают в соответствии с соотношением размеров ванны (Dвн/Dэд) согласно табл. 15 и условиями охлаждения тех или иных участков футеровки (теплопроводность, толщина, внешняя теплоотдача кожуха).
Роль гарнисажа для повышения стойкости футеровки исключительно велика (особенность эксплуатации ФСП!). Стойкость ванн с гарнисажем нормальной толщины составляет 6...10 лет и более, тогда как ванны шлаковых процессов, в которых по условиям плавки гарнисаж не может быть создан, требуют ремонта уже через 2–3 месяца работы.
Для некоторых технологических процессов (выплавка ферроникеля, производство фосфора) применяют специальные гарнисажные РВП конструкции ВНИИЭТО. В таких печах футеровка изготовлена из графитированных блоков (повышенная теплопроводность, минимальное линейное и объемное расширение при высоких температурах) и высокотеплопроводной засыпки между блоками и водоохлаждаемым кожухом. Углеродистая футеровка позволяет увеличить допустимую удельную мощность таких РВП, а рабочий слой гарнисажа толщиной 20...30 мм, формирующийся в результате теплоотвода, предотвращает износ кладки и исключает науглероживание выплавляемых продуктов.