1. Назначение и устройство дсп

Дуговые сталеплавильные печи (ДСП) широко применяются в черной металлургии для производства высококачественной стали и сплавов.

В качестве металлической шихты в этих печах применяют стальной лом (скрап), легированные отходы собственного производства и ферросплавы.

Расплавление шихты и поддержание заданной температуры жидкого металла осуществляются за счет тепла, выделяемого в основном в электрических дугах, горящих между графитированными электродом и металлом.

Рис 1. Дуговая сталеплавильная печь

1 – кожух; 2 – свод; 3 – полупортал; 4 – электрод; 5 – электрододержатель; 6 – телескопическая стойка; 7, 8 – соответственно гибкая и жесткая части короткой сети; 9 – печной трансформатор; 10 – трансформатор тока; 11 – преобразовательный агрегат устройства электромагнитного перемешивания (УЭМП), 12, 13 – соответственно жесткая и гибкая части токопровода статора; 14 – сливной носок; 15 – статор УЭМП; 16 – люлька

Трехфазная дуговая сталеплавильная печь (рис. 1) состоит из следующих основных элементов: кожуха, свода, огнёупорной футеровки, трех электродов, электрододержателей, токоподводов, люльки и механизмов, предназначенных для наклона печи, перемещения и зажима электродов, подъема и опускания дверцы рабочего окна и раскрытия печи перед загрузкой в нее шихты сверху. Внутри кожуха располагается футеровка, образующая рабочее пространство печи. К кожуху печи прикрепляется носок для слива металла из печи в ковш. Для наблюдения за плавкой и подачи шлакообразующих и легирующих добавок в кожухе печи имеется рабочее окно. В средней части свода предусмотрены три круглых отверстия для прохода цилиндрических электродов, которые крепятся в головках электрододержателей с помощью специальных зажимов. Электрододержатели перемещаются по вертикали с помощью специального механизма, который связан с автоматическим регулятором электрического режима. Кожух печи устанавливают на специальной люльке, которая может наклоняться примерно на угол 40° в сторону слива металла в ковш и примерно на угол 19° в сторону скачивания шлака.

Основные механизмы выполняют с электромеханическими или гидравлическими приводами. Современные печи номинальной емкостью 25 т и выше оборудуются устройствами для электромагнитного перемешивания металла (УЭМП).

На рис.2 приведена схема электропитания ДСП.

Главный выключатель служит для разрыва высоковольтной цепи под нагрузкой и гашения электрической дуги в минеральном масле, за­полняющем выключатель.

Дроссель служит для стабилизации горения дуг между электрода­ми и металлом во время плавления металлической шихты, достигаемой введением в цепь индуктивного сопротивления и ограничения силы токов короткого замыкания. После полного плавления металлической шихты дроссель шунтируется вспомогательным масляным выключателем.

Рис. 2. Схема электропитания ДСП: КВН – кабель высокого напряжения; Р – разъединитель; ГВ – главный выключатель; ТН – трансформатор напряжения; ТТ – трансформаторы тока; Др – дроссель; ШВ – шунтирующий выключатель; ПТ – печной трансформатор; ПСН – переключатель ступеней напряжения; П/Y – переключатель «треугольник – звезда»; 1 – электрод; 2 – дуга; 3 – металлическая ванна; С – статор устройства электромагнитного перемешивания металла (УЭПМ); ПС – преобразователь.

Разъединитель (трехполюсный рубильник) служит для отключения электропечи от питающей электросети при снятой нагрузке (выключенном главном выключателе).

Печной трехфазный трансформатор преобразует электроэнергию высокого напряжения в энергию низкого напряжения. Переключатель ступеней напряжения служит для регулирования мощности, отдаваемой печным трансформатором, что достигается изменением вторичного выходного напряжения путем переключения обмоток высокого напряжения со схемы «звезда» на схему «треугольник» и наоборот. Переключение с «треугольника» на «звезду» уменьшает вторичное напряжение в 1,7 раза.

Токоподвод от печного трансформатора к электродам составляет короткую сеть, состоящую из шин, идущих от трансформатора до рукава электрододержателя. По токоподводу протекает ток до 60 кА. Гибкий кабель представляет собой шесть медных труб, охлаждаемых водой, объединенных в шесть гирлянд. Для уменьшения потерь электроэнергии трансформатор располагается как можно ближе к печи (короткая сеть). Основными требованиями к короткой сети являются: возможно меньшая длина и такое пространственное расположение проводников, которое обеспечивало бы снижение их индуктивного сопротивления, равномерную загрузку проводников и одинаковые электрические параметры фаз короткой сети. Токоподводы выполняют шихтованными с параллельными чередующимися полосами различных фаз прямого и обратного направления тока одной фазы. Несимметрия токопровода приводит к неравенству мощностей в фазах печи, т.е. к так называемому явлению «перекоса» мощности фаз. Мощность одной фазы резко возрастает (резкая фаза), а другой, наоборот, уменьшается (мертвая фаза). Вблизи резкой фазы увеличивается износ футеровки, а «мертвая» фаза снижает производительность печи. Выравнивание мощности по фазам осуществляется применением специальных схем и конструкций вторичного токоподвода.

Таблица 1. Краткая характеристика некоторых ДСП

Параметры	Типы печей
	ДСП-25	ДСП-50	ДСП-100	ДСП-200
Номинальная емкость, т	25	50	100	200
Номинальная мощность трансформатора, МВА	12,5	20,0	32,0	60,0
Номинальный ток электрода, кА	19,6	28,4	38,5	87,0
Пределы вторичного напряжения трансформатора, В	390...132	430...145	480...163	950...300
Внутренний диаметр кожуха, мм	4450	5800	6750	8500
Диаметр ванны, мм	3540	4560	5160	7330
Глубина ванны, мм	775	890	1080	1480
Диаметр электрода, мм	400	500	610	610
Высота плавильного пространства, мм	1500	1900	2100	2720