1.3.2 Определение геометрических параметров печи

Допустимая плотность тока для само спекающихся электродов J не должна превышать 7А/см² Принимаем для нашего расчета J=7. Диаметр электрода определим по формуле:

D_ЭЛ.=2

D_ЭЛ.=2=136,3(см)

Принимаем диаметр электрода равный 140 см, или 1,4 метра.

Диаметр распада электродов dp. будет равен :

dp.=2*d=2*1,4=2,8(м.).

Для шлаковых процессов диаметр ванны печи рекомендуется высчитывать по формуле:

dв.=dp.+3dэ.

dв.=2,8+3*1,4=7(м.)

Принимаем диаметр ванны равный 7м.

Глубину ванны печи h определим по формуле:

h=2,2*dэл.=2,2*1,4=3,08(м).

Принимаем глубину ванны равную h=3,0 метра.

Диаметр кожуха печи будет равен

dк.=dв.+2б

где: б–толщина футеровки печи, она равна

б=а+в+с+f

при а=0,05м.-толщина листового асбеста;

в=0,1м.-толщина температурного шва;

с=0,23м.-толщина шамотного слоя;

f=0,46м.-толщина магнезитового слоя.

б=0,46+0,23+0,125+0,05=0,82(м)

dk.=7+2*0,82=7+1,64=8,64(м)

Толщина подины печи будет равна:

Aп.=а+в+g

Где: g–толщина подовой футеровки.

g=4*0,3+8*0,075=1,8м

Aп.=0,05+0,1+1,52=1,95(м)

Высота кожуха Н тогда составит:

Н=h+Aп.=3+1,95=4,95(м.)

1.4. Характеристика основных узлов печи

1.4.1. Кожух печи

Кожух ферросплавной печи выполняется из котельного железа толщиной 15 – 30 миллиметров. Для усиления его механической прочности к кожуху крепят вертикальные ребра жесткости и 3 – 5 горизонтальных поясов жесткости, выполняемые из листового или профильного железа. Эти меры для усиления его механической прочности необходимы, так как ему приходится выдерживать массу футеровки, шихты, сплава, а также давление футеровки печи в результате ее теплового расширения.

Кожух имеет цилиндрическую форму. Подовый лист кожуха опирается на двутавровые балки установленные параллельно. Балки покоятся на рельсах, заделанных в фундамент печи. Такая конструкция способствует охлаждению пода.

В местах крепления леток кожух усиливают дополнительными ребрами жесткости, к которым крепят литую или же сварную арматуру летки.

1.4.2. Футеровка печи

Футеровку печи начинают с оклейки внутренних стен и пода листовым асбестом толщиной 20мм. Потом на под насыпают слой шамотной крупки толщиной 100мм и трамбуют, на крупку кладут шамотный кирпич с сухой заделкой швов мертелем. Шамотный слой имеет толщину 600мм и состоит из 8 рядов кирпича, причем каждый ряд смещен относительно оси печи на 45^О градусов. Поверх шамотного слоя выставляют на торец четыре ряда магнезитового кирпича (большемера) и заполняют швы между кирпичами магнезитовым порошком (пудрой). Стены выкладываются тех же марок кирпича, только клинового типа.

Леточный узел выкладывают в виде арки из магнезитового кирпича. Сливной желоб футеруется магнезитовым кирпичом и заправляется магнезитовой пудрой.

1.4.3. Электроды.

Ферромарганец экономически целесообразно выплавлять, используя само спекающиеся электроды. Механические и электрические параметры само спекающихся электродов вполне удовлетворяют требованиям непрерывных процессов выплавки ферросплавов.

Само спекающийся электрод представляет собой заполненный электродной массой металлический цилиндр (кожух) имеющий внутри ребра жесткости, которые также выполняют функцию арматуры внутри сформировавшегося электрода. Также ребра способствуют лучшему прохождению электрического тока.

Кожух электрода изготавливают из листовой стали толщиной 1,5 – 3 мм, он состоит из секций, которые выставляются одна на одну по мере перепуска электрода и свариваются электросваркой постоянного тока. Электродная масса, состоящая из смеси термоатрацита, графитированного кокса, каменноугольного кокса и каменноугольного пека, засыпается внутрь кожуха порциями и, по мере коксования превращается в монолитный электрод.

4. Электрододержатель

Электродержатель состоит из несущего цилиндра, направляющего цилиндра и электродного зажима который с помощью изолированных подвесок крепится к нижней кромке несущего цилиндра. На раме верхнего конца несущего цилиндра установлено пружинно гидравлическое устройство клещевого типа, для удержания и перепуска электрода.

Электродный зажим состоит из восьми контактных щек прижатых к электроду прижимными устройствами охлаждаемого кольца. Для разрыва магнитного контура кольцо состоит из двух полуколец, соединенных стальными пальцами с надетыми на них бронзовыми втулками. Контактные щеки выполнены из электролитической меди, так как для нормальной их эксплуатации необходимы максимальное электро- и теплопроводность. Водяное охлаждения щеки обеспечивают, залитые в нее, медные трубы.

Несущий цилиндр - это стальная труба толщиной 10–16мм. Его внутренний диаметр на 100мм больше диаметра электрода. Для подвески контактных щек к нижнему кольцу несущего цилиндра приварены проушины. Несущий цилиндр выполняет несколько функций:

1) обеспечивает подвеску электрода и электродного зажима;

2) обеспечивает заданный режим коксования электродной массы;

3) защищает электрод от механических повреждений.

4. Механизм перемещения ванны печи

Верхний конец несущего цилиндра крепится к траверсе, на которой установлено устройство для перепуска электрода. Траверса, в свою очередь, опирается на два гидроцилиндра, которые перемещают электрод по вертикали. Предпочтение отдано гидроподъемнику, так как для его установки не требуется дополнительных конструкций. Подробнее данный механизм описан в механической части дипломного проекта.

4. Механизм перемещения электрода

При сгорании электрод необходимо перепускать для возобновления его оптимальной длины.

Перепуск электрода происходит без отключения печи с помощью пружинно- гидравлического устройства клещевого типа. Клещевой захват состоит из двух колец одинаковой конструкции. Зажатие электрода в кольцах осуществляется пружинами, разжатие колец - гидравлическим цилиндром. Перепуск электрода начинается с разжатия верхнего кольца. Затем кольцо приподымается на заготовку (высота регулируемая плавильным персоналом) и зажимается. После некоторой паузы, разжимается нижнее кольцо, электрод зажатый в верхнем кольце под действием силы тяжести опускается вниз. Когда верхнее кольцо стало в исходное положение, нижнее кольцо зажимается - перепуск завершен.