Рудовосстановительные печи для производства кремнистых сплавов
В зависимости от осуществляемого технологического процесса электрические печи, предназначенные для производства ферросплавов, разделяют на две основные группы: рудовосстановительные печи и печи для рафинировочных процессов. Рудовосстановительные печи непрерывного действия; в них дуги все время закрыты слоем твердой шихты. В печах с закрытой дугой требуемый металл восстанавливается из руды и сплавляется с железом. Мощность рудовосстановительных печей для производства ферросплавов в настоящее время превышает 48000 кВА. Рафинировочные печи работают подобно сталеплавильным с проплавлением шихты. Плавка в них протекает частично с закрытой, частично с открытой дугой; процесс производства цикличный. Различают однофазные и трехфазные рудовосстановительные печи. Однофазные печи с подводом тока к подине (печи Миге) в настоящее время не строят. В трехфазных печах электроды располагают в одну линию (в прямоугольных печах) или по вершинам равностороннего треугольника (в круглых печах). Более широко распространены круглые печи, однако в последние годы в СССР введены в производство прямоугольные печи мощностью 63000 кВА. В последние годы как в СССР, так и за рубежом строят в основном закрытые рудовосстановительные печи. Основные преимущества новых конструкций следующие: 1. Закрытый колошник, т. е. наличие свода, что облегчает обслуживание колошника и позволяет улавливать и эффективно очищать газы., 2. Наличие механизма вращения ванны. 3. Применение гидравлического механизма подъема и перепуска электродов, позволяющих полностью механизировать и автоматизировать операции по перепуску электродов. 4. Наличие гидравлического (сильфонного) прижима контактных щек к электроду, что позволяет дистанционно изменять усилие прижима. 5. Применение загрузочных воронок для подачи шихты в печь.
На отечественных заводах ферросплавов до 1958 г. строили печи с неподвижными ваннами. Печь с неподвижной ванной состоит из фундамента, кожуха ванны, футеровки, электрододержателей с механизмами перемещения и перепуска электродов и системой охлаждения и обдува электродов, короткой сети, трансформатора, зонта и системы вытяжки газов, устройства для прожигания летки.
РИС.101. Открытая ферросплавная электропечь с вращающейся ванной: 1 — устройство для прожигания летки; 2 — футеровка печи; 3 —электродный зажим; 4 — несущий цилиндр; 5 — гидроподъемник; 6 — устройство для перепуска электродов; 7 — токоподвод; 8 —короткая сеть; 9 — система охлаждения электродов; 10 — кожух печи; 11— гребенка; 12 — плита; 13 - привод механизма вращения ванны печи
Открытая печь с вращающейся ванной (рис. 101) отличается от печей с неподвижной ванной наличием устройства для вращения. Ванну печи устанавливают, как и ванну неподвижной печи, на балки. Балки укладывают на железобетонную плиту, которая вращается вместе с ванной на опорных катках механизма вращения. Опыт показывает, что производительность печи при вращении ванны увеличивается на 3—6% и удельный расход электроэнергии снижается на 4—5%. На рис. 102 показана конструкция закрытой рудовосстановительной печи (типа РКЗ-16,5). Печь работает с тремя набивными самоспекающимися электродами, расположенными по вершинам равностороннего треугольника. Предназначена она для выплавки ферросплавов, получаемых бесшлаковым процессом. Питание печи осуществляется от трех однофазных трансформаторов мощностью по 5500 кВА. Кожух печи днищем через двутавровые балки опирается на железо-бетонную плиту; плита опирается на ходовые колеса, перемещающиеся по круговому обработанному рельсу, заложенному в фундамент. Вращение печи осуществляется от двигателя постоянного тока мощностью 1,5 кВт через два редуктора и коническую передачу. Общее передаточное число обеспечивает вращение печи с частотой 1 оборот за 33 ч; схема управления двигателем позволяет плавно снижать частоту вращения печи до 1 оборота за 132 ч. Вращение печи реверсивное в секторе 130°. Свод выполнен водоохлаждаемым из шести металлических секций — плоских кессонов с тонким слоем жаропрочного бетона со стороны колошника печи. На поверхности свода имеются отверстия для установки загрузочных воронок, через которые также проходят электроды, взрывных клапанов, патрубков для подачи в подсводовое пространство пара или нейтрального газа, приборов для замера давления и устройств для подсоединения газоотводов. Механизм подъема свода включают в случае аварии печи. Он состоит из трех гидроцилиндров, укрепленных на перекрытии цеха с отметкой +15,6 м. Электрододержатель состоит из восьми контактных щек; прижатие щек к нему осуществляется дистанционно гидравлическими сильфонами, которые помещены в водоохлаждаемые кольца, а трубы, подающие масло к сильфонам, — в водоохлаждаемые трубы. Для создания давления 500 Н/см^ (50 ат) на сливной магистрали предусмотрен предохранительный клапан, выполняющий роль подпорного. Щеки, кольцо с сильфонами и защитные щитки подвешены к верхнему кольцу электрододержателя. Вода к контактным щекам подается по токоведущим трубам токопровода, которые закреплены в подвижных башмаках токоподвода.
ТАБЛИЦА 8
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЕРРОСПЛАВНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ, РАЗРАБОТАННЫХ ВО ВНИИЭТО
Каждый гидроподъемник для перемещения электродов по вертикали состоит из трех плунжеров, траверсы и уплотнения. Перепускное устройство электродов состоит из нижнего и верхнего зажимных колец, вертикальных гидравлических цилиндров, амортизационных пружин и щек. Распределительными клапанами гидравлических цилиндров механизма перемещения электродов управляют с пульта управления или при помощи автоматического регулятора мощности с регулировкой по току или вручную. Предельный ход электродов вверх или вниз ограничивается конечными выключателями, смонтированными на механизме перемещения электродов. Над печью установлен вытяжной зонт. Для удаления газов, выделяющихся из печи при разливке металла, служит вытяжной короб в районе разливки. Технические характеристики ферросплавных электропечей, разработанных ВНИИЭТО, приведены в табл. 8.
