Тема 5.4. Конструктивное исполнение дуговой печи прямого нагрева.

В дуговых печах тепло выделяется за счёт электрической дуги, возникающей между электродами и нагреваемым телом или между соседними электродами.

Основное назначение дуговой печи прямого нагрева - выплавка высоколегированной стали из металлолома. Питание таких печей осуществляется переменным трёхфазным напряжением 380В, 50 Гц.

Сварной металлический кожух (1) (рис.45) состоит из днища сферической формы и цилиндрических стенок. Верхняя часть кожуха усиленна для прочности металлическим кольцом жёсткости (4) (швеллер). Внутренняя часть кожуха имеет защитную футеровку (3), состоящую из теплоизоляции и слоя кирпичной огнеупорной кладки. На под печи дополнительно укладывается специальный защитный слой (20) из смеси огнеупорного порошка с жидким стеклом (защита металлического днища от расплавленного металла (15). Слив расплавленного металла (15) производится через выпускное отверстие (2), для чего печь наклоняется на 45° с помощью механизма наклона (в упрощённом виде состоит из платформы (16), которая снабжена двумя опорными сегментами (17), сегменты при помощи ЭП перемещаются по роликам (18).

Этот же механизм обеспечивает наклон печи на 15° в сторону смотрового окна (14) с дверцей для удаления шлаков с поверхности расплавленного металла в процессе плавки.

Свод печи (6) выполнен из огнеупорных кирпичей и служит для предотвращения утечки тепла и газов в процессе плавки металла. Он крепится на сводном кольце (5). Электроды (7) - угольные или графитовые стержни большого сечения закреплены в электродержателях (8), к ним по гибким кабелям подаётся питающее напряжение печи. Электроды вводятся в пространство печи через отверстие в своде и могут перемещаться в вертикальном направлении с помощью каретки (10) по стойкам (9) (отдельный ЭП). Стойки установлены на площадке (11) к которой на цепях (12) подвешено сводное кольцо (5), которое вместе со сводом может подниматься и опускаться с помощью своего ЭП. В свою очередь площадка (11) установлена на опорной стойке (13), нижний конец которой укреплён на платформе (16).

Для загрузки металлолома в печь используется специальная корзина (19) с открывающимся днищем, которая перемещается мостовым краном, при этом необходимо поднять электроды максимально вверх по стойкам (9) и вместе с площадкой (11)повернуть на угол 100° с помощью отдельного ЭП.

Ср Тема 5.5. Конструктивное исполнение дуговой печи косвенного нагрева.

(Зимин, с.43-44, рис.1-18).

Печь косвенного нагрева (рис.46) выполняется однофазной и служит для плавки металлов с температурой плавления не выше 1300 - 1400° С. В основном такие печи применяют с целью переплава цветных металлов и сплавов, а также чугуна для фасонного литья в небольших литейных цехах. В печи косвенного нагрева очаг высокой температуры (дуга) находится на некотором расстоянии от поверхности металла, поэтому угар и испарение металла намного меньше, чем в печах прямого дугового нагрева.

Кожух печи (1) с футеровкой (2) из теплоизоляционного и огнеупорного слоев имеет бочкообразную (как на рисунке) или цилиндрическую форму, расположен горизонтально и уложен опоясывающими его ободьями (5) на четыре роликовые опоры (3). В средней части кожуха расположено рабочее окно, обрамлённое литой рамой (11) и служащее для загрузки печи и слива металла. В нижней части рама образует носок (13) для слива. Окно имеет дверцу (12), футерованную с внутренней стороны.

Графитные электроды (9), между которыми горит дуга, расположены по оси печи и проходят через отверстия в торцах кожуха. Электроды зажаты в электродержателях (10), к которым подводится ток гибкими кабелями. Электродержатели установлены на каретках, которые могут двигаться по направляющим консолей (6), прикреплённых к кожуху. Подача электродов осуществляется с помощью двух механизмов перемещения (8) вручную или электродвигателем (7) (в схеме на рисунке правый электрод перемещается только вручную). Печь после расплавления части шихты работает с непрерывным качанием на опорных роликах (3), одна пара которых имеет привод от реверсивного двигателя (4). Качания печи необходимы в первую очередь для более равномерного нагрева футеровки печи, что повышает срок её службы. Благодаря качаниям печи нагретые прямым излучением дуги части футеровки периодически омываются и охлаждаются расплавленным металлом, более холодным, чем футеровка. Одновременно улучшается качество металла за счёт его перемешивания.

Дуговые печи с косвенным нагревом имеют ёмкость не более 500 кг (например, печь типа ДМБ-0,5 - медеплавильная барабанная ёмкостью 0,5т).