Механизм вращения

ФСП с круглой ванной для ряда технологических процессов оборудуют механизмом вращения. Вращение ванны аналогично рыхлению разрушает настыли шихтовых материалов, что способствует улучшению газопроницаемости и схода шихты. Реакционные «тигли» становятся асимметричными относительно электрода, так как стенка с набегающей стороны шихты расположена ближе к электроду, чем со сбегающей; размеры «тигля» уменьшаются в 3–4 раза. При этом возрастает активное сопротивление ванны и увеличивается электрический КПД ФСП. Вращение ванны улучшает обслуживание ванны. По данным М.А. Рысса, при выплавке ферросилиция марки ФС75 с вращением ванны извлечение кремния из кварцитов повысилось на 6...8 %, удельный расход электроэнергии снизился на 5...7 %, производительность возросла на 8...10 % (табл. 18).

Таблица 18

Технико-экономические показатели фсп мощностью 12,5 mb·a при различных режимах вращения ванны (по данным м.А. Рысса)

Показатель	Режим вращения ванны
	Стационарная ванна	Круговое вращение	Реверс 120°	Реверс 60°
Активная мощность, МВт Производительность, т/сут Удельный расход электроэнергии, МВт·ч/т	9,9...10,7 25,7...28,4 9,3...9,1	9,8...10,1 24,8...25,7 9,5...9,4	10,8 29,0 8,9	10,9 29,5 8,9

Наличие механизма вращения повышает стоимость печи на 4...6 % и требует более тщательного монтажа ванны. Для ограничения сектора поворота летки вращение ванны делают не круговым, а реверсивным (в секторе 60...120°).

На действующих ФСП время одного оборота составляет 40...160 ч.

Чтобы ванна при вращении не перемещалась в горизонтальной плоскости, ее центрируют тремя-четырьмя упорными катками, расположенными вокруг вращающейся ванны, или центральной опорой, точно фиксирующей ось вращения ванны.

Свод

Свод полузакрытой или закрытой ванны ФСП обеспечивает герметизацию рабочего пространства над колошником и утилизацию отходящих газов, а также улучшает условия обслуживания печей, защищая персонал от теплового воздействия. Необходимо отметить, что наличие свода вносит изменения в технологию выплавки сплава, влияет на электротехнические показатели (cos φ, η_э). При эксплуатации таких печей усложняется газовое хозяйство, поскольку отходящие газы, в частности, при карботермическом восстановлении, содержат до 85 % СО и являются высокотоксичными и взрывоопасными. Поэтому конструкция свода должна быть надежной и прочной, особенно в условиях высокой температуры подсводового пространства.

В настоящее время на ФСП применяют плоские водоохлаждаемые металлические своды консольного типа (см. рис. 57, б). Свод – разъемный, состоящий из девяти периферийных секций в виде усеченных секторов и одной центральной фигурной секции. Секции свода представляют собой полые плоские плиты, сваренные из листовой немагнитной (чтобы избежать электрических потерь из-за гистерезиса при перемагничивании) стали толщиной 8...10 мм. Внутренняя полость секций высотой 50 мм предназначена для охлаждающей воды, поток которой направляется специальными ребрами-перегородками. Для уменьшения тепловых потерь из рабочего пространства ванны нижняя поверхность секций футерована слоем огнеупорной обмазки толщиной 50 мм, армированным приваренными к нижнему листу крючками.

Периферийные секции собирают в сводовом кольце и подвешивают к девяти консольным кронштейнам, опирающимся на рабочую площадку. Центральную секцию устанавливают между электродами.

Свод прямоугольной ванны ФСП (см. рис. 57, в) состоит из 26 прямоугольных секций, опирающихся на кожух ванны и подвешенных на изолированных тягах к перекрытию цеха.

При конструировании металлических сводов необходимо уделить особое внимание электрической изоляции секций из-за возможности:

1) короткого замыкания между фазами;

2) электрических потерь из-за вихревых токов, возникающих под действием интенсивных переменных магнитных полей, создаваемых токами электродов;

3) поражения электрическим током при работе на металлоконструкциях ФСП.

Для создания электрической изоляции между секциями оставляют зазор 65...70 мм, который перекрывают кладкой из шамотных кирпичей. Собранный свод сверху футеруют шамотным кирпичом на плашку. Секция свода также электроизолирована от кронштейнов и от сводового кольца. Сводовое кольцо опирается на рабочую площадку. Нож сводового кольца входит в лоток песчаного затвора, установленный по верхнему краю кожуха ванны, что обеспечивает необходимое уплотнение неподвижного свода и вращающейся ванны.

Свод полузакрытой ванны трехфазной ФСП (см. рис. 57, б) имеет три электродных отверстия, в которых устанавливают загрузочные воронки, два отверстия в периферийных секциях для газоотводов, отверстия для взрывных клапанов, небольшие отверстия для термопары, манометра давления под сводом, отбора газов для газоанализатора, подачи пара или азота для промывки подсводового пространства и всего газового тракта при необходимости открыть свод.

Загрузочные воронки позволяют формировать прямой конус шихтовых материалов вокруг электродов, технологически необходимый для работы ФСП с развитым дуговым режимом и высокой концентрацией энергии вокруг электродов (выплавка кремнистых сплавов). Однако при таком способе подачи шихты ширина зазора вокруг электрода может составлять 350...400 мм, увеличиваясь по мере обгорания электрода. При этом из подсводового пространства может теряться до 15...20 % печных газов.

Кроме этого, применение загрузочных воронок приводит к необходимости удлинения на 1,5...2 м рабочего конца самообжигащегося электрода, выходящего из контактных щек электрододержателя, что увеличивает электрические потери и повышает опасность его поломки.

В закрытую ванну шихту загружают по отдельным труботечкам через специальные дополнительные отверстия в секциях свода, создавая технологически более благоприятное равномерное распределение шихтовых материалов по поверхности колошника ванны (при выплавке марганцевых сплавов). На таких ФСП конструкция свода обеспечивает полную герметизацию подсводового рабочего пространства. В частности, зазор «электрод – свод» уплотняют гидрозатвором или сухим асбестовым сальником.

Для повышения электротехнических показателей работы ФСП иногда применяют высокий свод, позволяющий разместить токопровод к электроду в подсводовом пространстве.