Электрооборудование вакуумных дуговых печей
Электрическая схема дуговых электропечных установок включает следующее оборудование:
1) печь с электродами;
2) понизительные трансформаторы, вместе с которыми размещены дроссели;
3) короткую сеть, соединяющую вторичные выводы трансформатора с электродами печи;
4) коммутационную, измерительную и защитную аппаратуру, провода высокого и низкого напряжения;
5) распределительное устройство (РУ) на стороне высшего напряжения трансформатора с печными выключателями;
6) регулятор мощности;
7) щиты и пульты управления, контроля и сигнализации;
8) программирующее устройство для управления режимом работы печи и др.
Для питания цепей защиты, контроля и измерения, а также цепи регулятора мощности дуги устанавливают трансформаторы тока.
Установки дуговых печей — крупные потребители электроэнергии, их единичные мощности измеряются тысячами и десятками тысяч киловатт. Расход электроэнергии на расплавление тонны твердой завалки достигает 400—600 кВг-ч. Поэтому питание печей производится от сетей 6, 10 и 35 кВ через понизительные печные трансформаторы. для установок печей характерно наличие специальной печной подстанции с трансформатором и РУ. В новых установках применяются шкафы комплектных распределительных устройств (КРУ), выполненных по унифицированным схемам. Печные подстанции располагают в непосредственной близости от печей. Щиты и пульты управления для установок дуговых сталеплавильных печей емкостью до 12 т размещают в пределах печной подстанции с обслуживанием пультов из цеха (с рабочей площадки). Для более крупных печей могут предусматриваться отдельные пультовые помещения с удобным, обзором рабочих окон печей.
В электроприводах механизмов печи применяют обычно асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором напряжением 380 В на мощности от 1—2 кВт в небольших печах до 20—30 кВт в более крупных печах. Двигатели приводов перемещения электродов — постоянного тока с питанием от электромашинных или магнитных усилителей, а также от тиристорных преобразователей. Эти приводы входят в состав самостоятельного агрегата — регулятора мощности печи.
Короткая сеть дуговой печи состоит из ошиновки в трансформаторной камере, гибкой кабельной гирлянды, трубошин, электрододержателя и электрода, перемещающихся вместе с кареткой. На дуговых печах емкостью до 10 т используют схему «звезда на электродах», когда вторичные обмотки печного трансформатора соединены в треугольник на выходе из камеры. Другие схемы короткой сети, позволяющие уменьшить ее реактивное сопротивление, применяют на более мощных печах.
Двигатели, обслуживающие механизмы дуговых печей, работают тяжелых условиях (пыльная среда, близкое расположение сильно нагретых конструкций печи), поэтому они имеют закрытое исполнение с теплостойкой изоляцией (краново-металлургических серий).
Достоинства и недостатки вакуумных дуговых печей
Важным достоинством вакуумно-дугового переплава является возможность создания постоянных условий рафинирования. Это обеспечивается:
постоянством температурного режима;
постоянством давления в зоне обработки жидкого металла;
постоянством условий охлаждения и кристаллизации металла.
Также достоинством является наличие в плавильной зоне вакуума или нейтральной атмосферы (обычно аргона), что позволяет эффективно удалять из переплавляемого металла газы и неметаллические включения, а также обеспечивать минимальный угар легирующих элементов.
Недостаток - невозможно регулировать распределение тепла между электродом и ванной. А в дуговых вакуумных печей с расходуемым электродом недостатком является то, что можно выплавлять слитки стали большой массы, но этап рафинирования металла происходит не совсем полно.
Основные требования к вакуумным печам
1. Герметичность.
2. Взрывозащищенность
3. Электрическая прочность изоляции
4. Вакуумная гигиена
Список используемой литературы
1. М.С. Лейканд – «Вакуумные печи».
2. Свенчанский А.Д. Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального нагрева (часть 2).
3. А.В. Егоров, А.Ф. Моржев – «Электрические печи».
4. Неуструев А. А., Ходоровский Г. Л. – «Вакуумные гарниссажные печи»,М., 1967г.
5. Никольский Л.Е., 3инуров И.Ю. «Оборудование электросталеплавильных цехов» Учебное пособие для вузов. - М.: Металлургия, 1993г.
6. Туманов И. М., Голиков В. А., Корженков М. Г., Слепченков М. Н. Схема электроснабжения тигельной печи
7. А.К. Филиппов, М.М. Крутянский, Г.А. Фарнасов "Использование электропечей постоянного тока в металлургии", Сталь № 1, 2002 г.
8. ПУЭ-2006 раздел 7, п.п. 7.5.44
9. Линчевский Б. В., Соболевский А. Л., Кальменев А. А. Металлургия чёрных металлов. — М.: 1986.
10. «Экономия электроэнергии в дуговых сталеплавильных печах»,Ю.Н. Тулуевский, И.Ю. Зинуров, А.Н. Попов, В.С. Галян.- М., Энергоатомиздат, 1987 г.
11. «Электрометаллургия стали и ферросплавов», Д.Я. Поволоцкий, В.И. Рощин и др. – М., Металлургия, 1984 г.
12. «Теория и технология электроплавки стали», Н.М.Чуйко, А.Н.Чуйко 1983 г.
13. «Автоматизация технологических процессов дуговой сталеплавильной печи», Лапшин И.В., М.,ООО «Квадрум», 2002 г.
14. Освоение производства крупноразмерной продукции из жаропрочных никелевых сплавов. /Мулин С.В., Никонов, Е.В., Батурин А.И., Волохонский Л.А. «Сталь». № 3, 2000г.
15. Плавка кремния в руднотермической печи на выпрямленном токе. С.М., Фридман М.А., Щербинин В.И., Котюк А.В. и др. «Цветные металлы». № 2,2000г.