4. Дуговая сталеплавильная печь

1.Конструкция дсп

Оборудование ДСП состоит из: корпуса, свода, опорной платформы, механизма наклона, электрододержателя, механизмов передвижения электродов, вспомогательных механизмов и устройств, системы удаления технологических газов.

ДСП второго поколения: 1 – гидроцилиндр механизма наклона; 2 – опорный сегмент; 3 – рабочее окно; 4 – песчаный затвор; 5 – сводовое кольцо; 6 – уплотнитель электродного отверстия в своде; 7 – кронштейн; 8 – сливной желоб; 9 – статор электромагнитного перемешивания; 10 – фундаментная балка; 11 – опорная платформа; 12 – опорная тумба; 13 – корпус; 14 – газоотборный патрубок; 15 – графитированный электрод; 16 – электрододержатель; 17 – трубошины; 18 – гибкие кабели; 19 – Г-образная стойка; 20 – опорно-поворотный вал; 21 – 23 соответственно гидроцилиндры механизмов передвижения электрода, поворота свода и подъема свода

1) Корпус

Корпус, футерованный изнутри, формирует рабочее пространство ДСП. На корпус действуют различные механические нагрузки: статическая – от веса футеровки и металла, динамическая – при загрузке металлошихты через верх печи, термические напряжения вследствие неравномерного нагрева корпуса до 375…475 К, давление футеровки подины и стены вследствие ее теплового расширения во время плавки. Поэтому корпус ДСП должен быть достаточно жестким и прочным.

Корпус ДСП включает днище, кожух, песчаный затвор, рабочее окно, сливное окно («летка») и сливной желоб («носок»).

Днище может быть сферическим или коническим. Сферическое днище придает корпусу наибольшую жесткость. Однако отношение стрелы выпуклости днища к его диаметру ограничено (не более 0,1): чем больше кривизна, тем труднее изготовить сферическое днище. Поэтому откос ванны

Корпус дсп

приходится располагать в цилиндрической обечайке верхней части составного днища, что увеличивает объем футеровки.

Коническое днище и особенно днище с двойным конусом легче в изготовлении, чем сферическое, создает достаточную жесткость корпуса, требует наименьшего объема футеровки вокруг откоса ванны.

На ДСП с разъемным корпусом к днищу крепят сливной желоб («носок») с помощью основания («постели») под углом к горизонтали 8…12 вверх. Желоб имеет корытообразное поперечное сечение в форме трапеции или шестигранника. Длина желоба должна быть минимально возможной и составляет 1,5…3 м в зависимости от расположения ДСП и ковша (на кране или ковшевозе). Конец желоба длиной 500...800 мм, разрушаемый жидким металлом, делают съемным («насадка»). В некоторых случаях насадку выполняют с закруглением для изменения траектории струи при наклоне печи и уменьшения износа футеровки ковша. Толщина листа сварного сливного желоба примерно равна половине толщины листа обечайки кожуха. Сливной желоб футеруют шамотным кирпичом или огнеупорной массой. ДСП четвертого поколения сливного желоба не имеют.

Кожух может иметь цилиндрическую, коническую или комбинированную коническо-цилиндрическую обечайку (на ДСП второго поколения) в зависимости от формы «свободного» пространства и профиля футеровки стены ДСП. Для увеличения жесткости кожух иногда снабжают вертикальными и горизонтальными ребрами. Для облегчения условий труда при холодных ремонтах футеровки стены корпус ДСП делают разъемным в горизонтальной плоскости на уровне откоса ванны. В этом случае нижний фланец кожуха соединяют с верхним фланцем днища штырями, в которых имеются пазы для забивки клиньев с целью ускорения монтажа и демонтажа кожуха.

Для контроля температуры огнеупорной футеровки стены ДСП второго поколения на кожухе монтируют водоохлаждаемый термозонд с пневмоприводом конструкции Челябинского НИИМ или датчик непрерывного измерения температуры на основе фотоэлектрического пирометра конструкции МВМИ.

Для ДСП четвертого поколения корпус имеет выступ (эркер) для создания эркерной камеры ванны, при этом корпус может быть цилиндрическим, овальным (при обслуживании донного выпускного отверстия через свод) или цилиндрическим со спрямлением со стороны эркерного сливного узла. Корпус ДСП третьего и четвертого поколений представляют собой каркас без традиционного толстолистового кожуха для обеспечения возможности внешнего контроля за состоянием водоохлаждаемых панелей, установленных на внутренней стороне каркаса, и элементов водопровода. В таком корпусе верхние кольца, служащие для повышения жесткости конструкции и одновременно выполняющие роль напорных и сливных коллекторов, соединены рядом стоек с нижним кольцом жесткости.

Песчаный затвор, устанавливаемый на верхнем фланце обечайки кожуха, предназначен для уплотнения линии разъема между корпусом и поднимающимся сводом. Песчаный затвор представляет собой кольцеобразный желоб, заполненный периклазовым порошком («песком»). В «песок» входит кольцевой «нож», прикрепленный к сводовому кольцу. Желоб песчаного затвора также выполняет функцию кольца жесткости для кожуха и опорной плоскости для свода. На некоторых ДСП для улучшения условий службы песчаного затвора и верхней части футеровки стены под желобом устанавливают водоохлаждаемое кольцо. На случай ремонта песчаного затвора желоб целесообразно выполнять в виде отдельных сегментов и крепить к кожуху ДСП болтами.

Рабочее окно необходимо для обслуживания ДСП во время плавки. Поэтому его размеры должны позволять: осматривать все рабочее пространство, включая центральную часть свода; заправлять всю площадь поверхности подины и нижней части стены; извлекать из печи (при необходимости) обломки графитированных электродов; свободно вводить в печь с помощью завалочной машины мульду с необходимыми материалами.

Рабочее окно состоит из П-образной рамы, заслонки со смотровым окном, арки, порога, гребенки и механизма подъема заслонки в виде электродвигателя или гидро(пневмо)цилиндра. Рама сохраняет жесткость кожуха при вырезе обечайки для рабочего окна. Наружный лист рамы выполняет роль плоскости скольжения для заслонки, наклоненной к вертикали на угол 2…8 для более плотного прилегания. На современных ДСП зазор между заслонкой и рабочим окном герметизируют воздушной завесой, подавая воздух под избыточным давлением по коллектору, смонтированному в наклонных направляющих заслонки.

Ширина окна обычно составляет 0,25…0,3 диаметра рабочего пространства ДСП; высота окна в зависимости от принятой высоты расположения свода, согласно выражению (61), приблизительно равна 0,8…1,2 ширины окна.

Сливное окно может применяться на крупных ДСП. К его конструкции предъявляют такие же требования, как и для рабочего окна. На отечественных ДСП жидкий металл сливают через круглое (диаметром 120…150 мм) или прямоугольное (размером 150250 мм) сливное (выпускное) отверстие (летку), закрываемое на время плавки огнеупорным материалом. Отверстие формируют кирпичной кладкой столбиков и арочки. Арочку выкладывают в два слоя клинообразным кирпичом. Откос ванны вблизи отверстия делают под углом 35° к горизонтали («ложный» откос), т.е. меньше обычного угла откоса 45° (см. § 7) для постепенного слива металла при наклоне во избежание гидравлического удара струи по футеровке ковша.

2)Свод

Свод, закрывающий рабочее пространство ДСП, устанавливают на корпус. Свод имеет несколько отверстий разного диаметра для ввода графитированных электродов и различных технологических устройств, а также для организованного отвода технологических газов (газоотсос). Поэтому на своде располагают необходимые уплотнители. Комбинированный свод ДСП высокой и сверхвысокой мощности предназначен для крепления водоохлаждаемых панелей.

Сводовое кольцо необходимо для крепления кирпичной футеровки сферического (купольного) свода. Долговечность футеровки при прочих равных условиях зависит от механической прочности и жесткости сводового кольца. На современных ДСП применяют сварные водоохлаждаемые сводовые кольца. Несмотря на добавочные тепловые потери, водяное охлаждение повышает надежность конструкции свода, устраняя температурное расширение, местные перегревы и коробление кольца, а также охлаждая наиболее нагруженные пятовые кирпичи футеровки свода.

Для уменьшения тепловых потерь применяют сводовые кольца большего диаметра, чем диаметр кожуха. Это позволяет устанавливать свод не на кирпичную кладку стены, а на песчаный затвор корпуса. Приваренный к сводовому кольцу кольцевой нож входит в песчаный затвор, уплотняет стык между сводом и корпусом ДСП. Этот нож также выполняет функцию фиксатора, позволяющего точно установить свод на корпус и препятствующего его сползанию при наклоне ДСП.

Наклонная внутренняя стенка сводового кольца позволяет обходиться при кладке сферического (купольного) свода без специального пятового кирпича, уменьшая число типоразмеров огнеупорного кирпича и снижая трудоемкость изготовления футеровки. Угол наклона этой стенки выбирают равным половине центрального угла главной арки свода.

Обычно ДСП комплектуют двумя сводовыми кольцами, из которых одно в виде готового свода устанавливают на корпус ДСП, а второе находится на шаблоне для выкладки кирпичной футеровки очередного свода