Дуговая сталеплавильная печь

Рукав электрододержателя является составной частью несущей конструкции, предназначенной для передвижения электрода при помощи соответствующего механизма.

Рисунок 11. Схема электрододержателей.

1 – скоба; 2 – электрод; ,3 – неподвижная часть; 4 – рукав;

5 – пружина; 6 – пневмоцилиндр; 7 – электроизоляция; 8 – каретка; 

9 – колодка. 

 

 

На ДСП применяют  два типа несущей конструкции:

1) горизонтальный  рукав прикреплен в виде консоли  к каретке, передвигающейся вверх  и вниз по неподвижной вертикальной стойке;

  2) горизонтальный рукав и вертикальная стойка соединены жестко в единую Г-образную конструкцию, передвигающуюся вверх и вниз внутри неподвижной шахты по схеме «труба в трубе». Во втором случае габаритная высота ДСП получается меньше, но больше масса подвижных металлоконструкций и сложнее механические нагрузки изгиба и кручения на стойки, особенно при наклоне ДСП.

Рукав изготовляют  из немагнитной стали в виде толстостенной  трубы большого диаметра, усиленной  ребрами жесткости в вертикальной плоскости, или сварной балки коробчатого сечения. Коробчатое сечение при одинаковом моменте сопротивления имеет меньшую массу, т. е. требует меньшего расхода материалов.

Механизм передвижения электродов имеет исключительно важное значение для работы ДСП, так как он в основном определяет качество автоматического регулирования электрического режима плавки, а следовательно, подаваемую в печь мощность К и т.д.

 

К механизму  передвижения электродов предъявляют  следующие требования:   

1) быстрый разбег и быстрое торможение, чтобы обеспечить своевременное передвижение электродов, исключить ИХ поломки при опускании и т. п.;

2) достаточно  большая скорость передвижения  электродов (в особенности вверх) для быстрой корректировки электрического режима, а также для сокращения простоев (например, при перепуске электродов);

3) минимальная инерционность  движущихся частей механизма;

максимально жесткая кинематическая связь привода  механизма с электродом; минимальные  зазоры (люфты) между частями механизма;

4) невозможность самопроизвольного опускания электродов под действием силы тяжести несущей конструкции;

5) надежность в работе, удобство при обслуживании и ремонте.

На ДСП  применяют механизм передвижения электродов с электрическим и гидравлическим приводом.

Несущая конструкция  в виде Г-образной стойки удобно сочетается с гидроприводом. Гидропривод с давлением рабочей жидкости 6,5—13 МПа обеспечивает скорость подъема электрода 3—6 м/мин (0,05—6,1 м/с). Такая большая скорость необходима для быстрой ликвидации коротких замыканий, особенно в период расплавления твердой металлошихты, что улучшает электротехнические показатели работы ДСП. Спуск электрода происходят под действием силы тяжести электрода и несущей конструкции со скоростью порядка 1—2 м/мин.

На действующих ДСП старой конструкции применен механизм передвижения электродов с электрическим приводом. Электропривод состоит из двигателя постоянного тока мощностью до 12 кВт, червячного или червячно-цилиндрического самотормозящего редуктора и жесткой механической передачи при помощи зубчатой рейки, - связанной с несущей конструкцией.

Для уменьшения мощности приводного двигателя в состав механизма, помимо несущей конструкции, входит противовес, устанавливаемый в полости вертикальной стойки  или в соответствующей ячейке шахты в случае Г-образной стойки. Для предотвращения поломки графитированного электрода, упирающегося в шихту (при ручном управлении) или в неэлектропроводный материал (при автоматическом управлении), предусмотрено принудительное передвижение несущей конструкции как вверх, так и вниз при помощи. пружины-демпфера, установленной в месте крепления зубчатой рейки, с последующим воздействием на путевой выключатель и отключением приводного электродвигателя.

Рисунок 12. Схема  несущих конструкций.

а) с кареткой  б) с  Г – образной стойкой; 1 – рукав; 2 – каретка; 3 – стойка;          4 – упорные ролики; 5 – зубчатая рейка; 6 – электропривод; 7 – противовес;     8 – гидроцилиндр. 

Механизмы подъема и поворота свода

Для загрузки металлошихты сверху при помощи загрузочной бадьи (корзины) необходимо открыть рабочее пространство ДСП. Из всех возможных способов (выкат корпуса, откат или наклон свода) на современных ДСП свод поворачивают соответствующим механизмом в сторону трансформаторного помещения (печная подстанция) к разливочному пролету на 60—85° (в зависимости от кинематической схемы поворота). На таких ДСП  — наименьшая масса металлоконструкций, нет сотрясений свода и электродов при открывании печи, свободна часть корпуса, противоположная стойкам, и рабочая площадка перед печью, что удобно для ее обслуживания. Однако для поворота свода требуется большее расстояние между корпусом ДСП и стеной трансформаторного помещения и удлинение гибких кабелей вторичного токоподвода.

Поворот свода  ДСП связан с необходимостью предварительного

его подъема на 100—150 мм, чтобы вывести кольцевой «нож» 

сводового кольца из песчаного затвора корпуса  и создать видимый зазор между  сводом и корпусом. Поэтому свод подвешивают к специальному поворотному  кронштейну (полупортал). Конструкция кронштейна, подвески и механизма подъема зависит от кинематической схемы подъема свода:

   1) свод  поднимают относительно кронштейна;

   2) свод поднимают  вместе с кронштейном.

Кронштейн свода  состоит из двух Г-образных балок  коробчатого равнопрочного сечения, прикрепленных к станине стоек или шахте ДСП. Балки связаны между собой площадкой для обслуживания электродов. На кронштейне также устанавливают кислородные фурмы, топливно-кислородные горелки, патрубок газоотсоса, опорные блоки или рычаги системы подвески свода. Рациональная конструкция кронштейна не должна мешать опусканию электрододержателей до уплотнителей электродных отверстий, чтобы не иметь излишней длины электрода над сводом. В нижних (со стороны свода) и внутренних (со стороны электродов) полостях балок кронштейна, сваренных из стального немагнитного листа толщиной до 20 мм, устанавливают водоохлаждаемые коробки для уменьшения нагрева металлоконструкции в результате теплопередачи от футеровки свода и за счет вихревых токов, индуктируемых сильными магнитными полями вокруг электродов,

Поворотный  кронштейн свода (вместе с несущей  конструкцией электрододержателя, электродами, гибкими кабелями и различными вспомогательными устройствами) опирается на опорный-поворотный вал, который может быть установлен на опорной конструкции ДСП или на отдельной фундаментной раме независимо от ДСП.

Привод механизма  подъема свода может быть электрический  и гидравлический.

Гидропривод механизма подъема свода вместе с кронштейном представляет собой гидроцилиндр одностороннего действия. Под давлением масла до 6,5—13 МПа плунжер поднимает опорно-поворотный вал, который сначала входит в зацепление с кронштейном, а затем при дальнейшем своем подъеме поднимает кронштейн (со связанными с ним узлами и вспомогательными устройствами ДСП) и свод на требуемую высоту. Опускание свода вместе с кронштейном происходит под действием силы тяжести поднятых масс при снятии давления в гидроцилиндре.

Скорость  подъема и опускания свода  составляет 1—2 м/мин. Поднятый свод поворачивают на опорно-поворотном валу. Гидропривод поворота свода на опорно-поворотном валу, установленном на отдельной фундаментной раме, состоит из двух плунжерных гидроцилиндров одностороннего действия, расположенных горизонтально и соосно. Плунжеры жестко соединены между собой горизонтальной зубчатой рейкой, в зацепление с которой входит опорно-поворотный вал при подъеме свода. При подаче масла под давлением 6,5—13 МПа в один из цилиндров рейка перемещается в ту или обратную сторону и поворачивает вал и, в конечном счете, свод. Например, на ДСП-25 опорно-поворотный вал диаметром 540 мм поворачивается на угол 75° при рабочем ходе плунжера поворота 325 мм. В конечном положении свод фиксируют стопорными устройствами: гидравлическая блокировка позволяет поворачивать свод только после подъема его на требуемую высоту.

Рисунок 13. Механизм подъема и поворота свода.

1 – свод; 2 – подвеска; 3 – кронштейн; 4 –  опорно-поворотный вал; 

5 – гидроцилиндры  поворота; 6 – гидроцилиндр подъема; 7 – фиксатор. 

 

2.3. Футеровка печи.

 

Кладка  подины.

Кладка подины производится после полного удаления старой футеровки и восстановительного ремонта днища печи. Зазор между  уложенными трубками (разводкой) под  термопары и металлические каркасы  ванны печи, не должны превышать 20 мм. Днище подины после выкошения разводки под термопары изолируется асбестовым листом толщиной 5-10 мм в один слой с перекрытием швов между собой. Сфера подины и разводки для термопары засыпают шамотным порошком слоем не более 50 мм. Сферическая часть днища выкладывается одним рядом (толщиной 65 мм) шамотного кирпича Ш-5 “на плашку”.

Для заполнения швов кладки, они засыпаются периклазовым порошком, слегка простукивается, излишки  убираются.

По высоте кладки подины и откосов кожух  печи изолируется асбестовым листом и шамотным кирпичом Ш-5 толщиной 65мм. В районе сливного желоба и завалочного окна на 800-1000мм. в каждую сторону кирпич Ш-5 заменяется на периклазовый МУ-91-1.

Между шамотной и периклазовой кладкой оставляется  температурный зазор шириной 60мм, который заполняется периклазовым порошком ППМ-85 фракцией не более 4мм.

Подина выкладывается  периклазовым кирпичом МУ-91-1 на плашку и на ребро с поворотом каждого  ряда под углом 45^о  по отношению друг к другу с количеством рядов на плашку 1 на ребро 3.Толщина швов при кладке подины должна быть не более 1мм.

Каждый ряд  периклазовой кладки засыпается периклазовым порошком и простукивается деревянными  молотками до полного заполнения швов.

Под первое кольцо подины (после выполнения кладки на плашку на ширину натеса, неровности выравнивают периклазовым порошком, увлажненным водным раствором жидкого стекла 1:1).

После каждого  ряда кладки на ребро натес перекрывается  кольцом из периклазового кирпича  на плашку.

Ширина горизонтального  натеса последнего ряда подины под кладку откосов должна быть равной 850мм.

 

Кладка  откосов.

   Кладка  откосов производится периклазовым  кирпичом марки ПУ-91 №1,15,16.Контурный  ряд выкладывается кирпичом на  плашку торцом к откосам с  заполнением пространства между кирпичом и подиной периклазовым порошком, увлажненным водным раствором жидкого стекла 1:1. Каждый последующий по высоте откоса ряд сдвигается в сторону кожуха печи в соответствии с установленным углом уклона откоса. Каждый ряд засыпается периклазовым порошком.

По всей высоте откосов, начиная со второго ряда и до основания сливного отверстия через 465…..500мм(4-5 кирпичей), закладывают температурные швы в виде деревянных прокладок размером 230х65х5(7)мм.

При кладке откосов  швы толщиной более 1мм. не допускаются.

Перед холодным ремонтом печи после слива последней плавки производится ремонт подины и откосов: метал, из углублений выдувается кислородом, поврежденные места заправляются периклазовым порошком.

Глубокие  ямки на подине заправляются смесью периклазового  порошка (70%) и боя периклазового кирпича фракцией не более 30мм (30%).

    На печах выплавляющих нержавеющие стали, подвалку поврежденных мест подины и откосов рекомендуется проводить смесью периклазового (70%) и хромистого (30%) порошка.

После слива  последней плавки мостовым краном снимается верхняя часть каркаса для удаления изношенной футеровки, в печь устанавливается тарелка, откосы печи тщательно очищаются от боя кирпича, шлака. Производится ломка изношенной части откосов.

Кладку откосов  производят на утрамбованную массу из периклазового порошка, увлажненным водным раствором жидкого стекла 1:2, кирпичом марок ПУ-91 №1,15,16 насухо с подсыпкой швов сухим периклазовым порошком.

 

Футеровка стен.

На откосы насыпают слой периклазового порошка  на связке из жидкого стекла толщиной 20…..30 мм. Футеровка стен выполняется хромитопериклазовым кирпичом марки ХПКК- 5 непосредственно в печи после установки корпуса.

Толщина рабочей  футеровки нижней части стен (на высоте 250….400 мм) должна быть 380…450мм 25тонной печи. Толщина верхней части стен 380 мм. Каждым последующим рядом кладки перекрывают швы предыдущего ряда. Толщина швов не должна превышать 2 мм, швы засыпаются в каждом кольце периклазовым порошком, фракции не более 1мм.

Рекомендуется в качестве арматурной кладки толщиной 65….115 мм применять рядовый хромитопериклазовый кирпич марки ХП-1 или шамотный кирпич марки Ш-5,6.

Кладка стен выполняется в распор по стойкам  металлической арки завалочного  окна. Кирпичная кладка завалочного окна выкладывается из стенного кирпича.

Порог завалочного  окна малой емкости выполняется  насыпным из доломитового порошка.

Выпускное отверстие  выкладывают периклазовым кирпичом в 4 ряда по высоте с перекрытием, одним рядом хромитопериклазового кирпича.

 

Футеровка свода.

Свод футеруется периклазохромитовым кирпичом, наборка свода осуществляется на специальных шаблонах. Электродные отверстия заливаются высокоогнеупорным бетоном состоящего из высокоглиноземистого цемента с добавкой периклазовой крупки. Сводовое кольцо опресовывается сжатым воздухом под давлением от 0,6 до 0,8 мПа. При установке на стену сводовое кольцо центруется на шаблоне, производится разметка оси свода. Для стойкости сводов каждое металлическое сводовое кольцо должно иметь свой порядковый номер. Выкладывают секции свода, каждый ряд секции опирается одним концом на центральную арку, а другим на пяту свода. В каждом ряду, в зависимости от его длины, оставляется 1…3 замковых кирпича.

Расклиновка кирпича производится в направлении  вспомогательной арки и секции свода. Замки из клинового кирпича должны выступать на 40…60мм над стрелой подъема свода.

По окончанию  наборки сводов все замковые кирпичи забиваются меткими ударами через деревянную прокладку поочередно и равномерно по всему своду.

Исходными данными  для приготовления высокоогнеупонго цеменотного раствора служат (% по объему):

1. цементо – магнезиально – железистая смесь (ЦМЖ) – 60%
2. периклазовый порошок или периклазо – хромитовая смесь фракции менее 1мм – 40%
3. раствор сернистого магния плотностью 1,25…1,28 кг/см³

При отсутствии (ЦМЖ) рекомендуется производить наборку сводов на массе,

затворенной, до консистенции густой сметаны водным раствором жидкого стекла в соотношении  по объему воды к жидкому стеклу 2:1. СПЦ 1, СПЦ 3 – электрокорунд, фракции  менее 50мм  85 – 90% огнеупорная глина фракции не более 1мм 10…15%.