Файл: Дипломды жоба 5B070900 Металлургия мамандыы бойынша Теміртау 2019 ж.docx

Мұндай жағдайда толық герметизацияға қол жеткізу мүмкін емес, және шихтаның бетінде көміртегі тотығының жанған от жалыны көрінуі мүмкін. Егерде шихта құбырлар бойынша тиелетін болса, онда күмбездегі электродтарды тығыздау үшін су затворын немесе сальниктік нақышты қолданады.

Атазаманғы практикада кеңінен қолданыс тапқан металдық он секциялы суменсалқындатылатын күмбез (2.5-сурет), ол астынан отқатөзімді бетонмен, ал үстінен шамот кірпішпен футерленеді. Секцияларды күмбездік сақиналарда жинайды және жұмыс алаңына тірелетін тоғыз кронштейндерге асылады. Сақина мен кронштейндер сумен салқындатылады. Күмбездің бөлек сақиналарын бір-бірінен және күмбезді түгел электрліктен оқшаулайды.


1- күмбездік сақина; 2- сақтандырушы люк; 3- эдектрод; 4-жүктегіш түтікше; 5- электродтың тығыны; 6- газшығаруға арналған саңылау.
Сурет 2.5 – Қуаттылығы 33 МВ·А пештің металдық секционды салқындатылатын күмбезі.

Күмбезде электродтар үшін үш саңлау болады, оларға үш секциядан тұратын тиегіш воронкалар қойылады және олар мыс суменсалқындатылатын ирек құбыры (змеевик) бар, отқатөзімді бетоннан жасалған. Одан бөлек, күмбезде газ шығару қондырғысына арналған екі саңлау және жарылыс клапандарын орнатуға арналған жеті саңлау қарастырылады.

Газ әкететін газ құбырын күмбезге суменсалқындатылатын стаканның көмегімен қосады, газшығарғыштың ішіне шаңды шаюға арналған форсункалар орналастырылады.

Кеңінен тараған күмбез, футеровкасы фасондық отқатөзімді кірпіштен немесе отқатөзімді бетон блоктардан жасалған, болат суменсалқындатылатын каркас түрінде жасалған күмбез.

Сумен салқындату. Қуатты пеште электродұстағыштың жұмыс аймағындағы температура 400⁰ С-ге жетеді, ал қаяулар (свищтер) түзілген жағдайда 1000⁰ С-ге дейін көтерілуі мүмкін. Рафинирлеуші пештерде ашық балқыма айнасының үстінде орналасқан жабдықтың жұмыс істеу шарты өте ауыр, сондықтан электродұстағыштың және токәкелгіштің қалыпты жұмыс істеуі үшін оны салқындату қажет.

Ашық пештерде токөткізетін құбырлар, балқыту беттері, электродұстағыштың сақиналары, қозғалмалы және қозғалмайтын башмактар, әкелуші цилиндрлер және әкелуші конструкциялардың беткейлері салқындатылады.

Жабық пештерде қосымша күмбездің, тиеу варонкалары және сусытуқұбырлардың, газшығарғыш және су затворының сумен салқындату тізбегін орнатады.

Суменсалқындатудың әрбір тізбегіне су таратқыш калонкадан беріледі және әрбір қоректендіруші тармақ судың берілуін реттеуге мүмкіндік беретін вентильдермен қамтылған. Иілгіш шиналар учаскелерінде су асбест жібі оқшауымен қорғалған резина шлангі бойынша беріледі және шығарылады.

---

Салқындатылатын детальдар және құбырлардың қабырғаларында қақтың жиналып қалуын болдырмау үшін салқындататын қайтушы судың температурасы 50⁰ С-ден аспауы керек. Салқындатушы суды тұрақтандырушы қоспалар енгізіп, химиялық өңдеген жөн. Қоректендіруші тармақтардағы судың қысымы кемінде 300 кПа (3 ат) құрауы керек. 1000 кВА, орнатылған трансформатордың қуатында ашық пештердегі судың сағаттық шығыны – 3-5м³-ке жетеді, ал металдық күмбезді салқындатуға судың сағаттық шығыны 150м³-ке жетеді.

Ұңғыны жасайтын және күйдіретін құрылғы. Көпшілік жағдайларда ыңғыны ашқан кезде арнайы апппаратты қолдана отырып, электрлік доғамен «күйдіріледі». Ол аппарат пештік трансформатордың бір фазасына, пештің табаны мен фазаның арасындағы кернеуге қосылған немесе арнайы трансформаторлардан қоректенеді. Ұңғыны темір шыбықпен немесе электродпен күйдіреді. Сондай-ақ отттектік күйдіруді де кеңінен қолданады, ал соңғы кездерде летканы бұрғылау арқылы ашуды қолдана бастады.

Ұңғыны бітеу үшін пневмазеңбірек немесе ұңғыны бітеуге арналған массаны тікелей леткалық арнаға қысып шығаратын электромеханикалық құрылғысы бар машинаны қолданады.

---

2.2.2 Пештің электрлік жабдығы. Пештің электрлік схемасы және оның жұмыс режимі

Ферроқорытпа пешінің электрлік қоректену схемасы 2.6-суретте келтірілген.

Пеш жоғары вольттық ажыратқыштар арқылы төмендететін секциясының таратқыш шиналарының екі жақтық жүйесінен қоректенеді, ол, қоректендіру бір мезетте тек бір шиналар жүйесінен жүргізілетіндей етіп блоктандырылған. Өте қуатты пештер үшін (кернеуі жоғары токтың терең енуін қолданады) төменднткіш станцияны айналып өтіп, токты жұмысшы кернеуге түрлендіретін пештік трансформаторға тікелей беріледі.

Электр энергиясын көп талап етуші, әрі қуатты болып табылатын әрбір ферроқорытпа пеші және әрбір технологиялық процесс үшін оптимальді электрлік режим болады, ол балқытылатын қорытпаның бір тоннасына электр энергиясының шығыны минимальді болған кезде пештің өнімділігі жоғары болғанда пештің негізгі электрлік мінездемелері (қуат, ток күші және кернеу) арасындағы қатнастармен анықталады.

Оптимальді режимді анықтау өндіруші персоналдың маңызды мақсаты болып табылады.

Үздіксіз процестер кезінде пеш барлық қуаттағы ток астында болады және тұрақты электрлік режимге қатысы бойынша жұмыс істейді, сол уақытта шлактық процестер ретінде тынықтылығы аз режиммен сипатталады. Ваннаның балқытылуымен жүретін процестер үшін әртүрлі балқыту периодтарында әртүрлі жүктеме және пештің тынымсыз электрлік жұмыс режимі сипатты.

Ферроқорытпа пешінде токтың таралу көрінісі процестің сипатына тәуелді.

Үздіксіз шлаксыз процестерде әр электродтың астында газды тығыздық түзіледі, оның қабырғалары күйдірілген шихта, түбі – балқыма, күмбезі -электрод блып табылады.

Электрлік ток электрод пен қуыстың қабырғалары және балқыма арасында доғалық разряд түзіледі. Кейбір токтың мөлшері шихта арқылы электродтар арасында шунтталады (шунтируется), және сол кезде газды қуыстардағы токпен бөлінетін қуат, пештің пайда қуатының басты құраушысы болып табылады.

Шлаксыз процестерде шихтаның балқытылуымен жұмыс істейтін пештерде барлық қуат доғаларда және токтың шлак пен қорытпа арқылы біреуінен басқасына өткенде бөлінеді.

Шлакта және қорытпада бөлінетін жылу, пайдалы жылу болып табылады, өйткені процестің қалыпты жүруі үшін қорытпаның да, шлактың да қыздырылуы талап етіледі.

Пешке әкелінетін жұмысшы кернеу талап етілетін қуатқа жету үшін және доғалық режимді қамтамасыз етуге жеткілікті блуы керек. Доғалардың жылулық шарттарының әртүрлілігіне байланысты, оларды түзуге талап етілетін жұмысшы әртүрлі. Шлаксыз процестің жабық доғасы өзін сүйемелдеуге, шлак бетінде жанатын және барлық жағынан ашық доғаға қарағанда кернеуді аз талап етеді. Оптимальдіге қарсы төмендетілген кернеу, доғалық режимнің жоғалуына және электрлік тізбектегі (яғни трансформатордағы, электродтардағы және контакттердегі) қуаттың жоғалуының өсуіне әкеп соқтырады [7, 8].

---

1-жоғары вольттық ажыратқыштар; 2-өлшеуші трансформаторлар; 3 және 5-автоматика релесі және ток тізбегін қорғау трансформаторлары; 4-өшіргіш; 6-пештік трансформатор; 7-қысқа желі; 8-пештің ваннасы; 9-электродтар; 10-кернеуді өлшеуші трансформаторлар; 11-жоғары вольттық сақтандырғыштар.
Сурет 2.6 - Ферроқорытпа пешінің бірінші реттік коммутациясының схемасы.

Кернеуді мөлшерден тыс жоғарлақанда доғалардың ұзындықтары өседі және колашниктегі жылу шығыны мен тотықсызданатын элементтердің ұшуы өседі, әсіресе кремний, марганец, кальцийдің. Электродтардың жоғары отырғызылуына байланысты пештің табанындағы температура төмендейді, ол қорытпа мен шлактың шығарылуын қиындатады және летка жұмысында бірталай қиындықтарға әкеп соқтырады.

Ферроқорытпа пештерінің электрлік параметрлерін таңдаудың жалпықабылданған әдістемесі жасалмаған, оларды жақсы жұмыс істейтін пештерге сипатты, параметрлерін ұқсастыру принципінен таңдайды.

Практикалық берілгендермен ұқсастық көз-қарасынан аса рационалды болып А.С. Микулинскийдің әдісі табылады, соған сәйкес
U_п.ф= С·Рⁿ_пай., (2.44)
мұндағы U_п.ф- пайдалы фазалық кернеу, В;

Рⁿ _пай.- пайдалы қуат, кВт;
Ал С – пропорционалдық коэффициенті, әрекеттегі пештердің берілгендері бойынша анықталады, ферросилиций үшін 3,4 (n=0,33 болғанда), силикомарганец үшін 6, көміртекті феррохром үшін 8, көміртекті ферромарганец үшін 5,5, силикокальций үшін 6 (n=0,25 болғанда).

Электрлік параметрлерді есептеу үшін келесі қатнас қолданылады:
U_тр= ; I=P/ U_тр, (2.45)
мұндағы Р-пештің номинальді қуаты, кВ·А;

I-ток күші, А;

U_тр-трансформатордың шығыстарындағы кернеу, В;

η_эл –пештік қондырғының электрлік ПӘК.
Бір пеште әртүрлі қорытпаларды балқытуға тура келетіндіктен және әр уақытта қорытпа мен шихтаның стабильді кедергісін қамтамасыз ету мүмкін емес болғандықтан, кернеуінің сатысы көп трансформаторды таңдау керек. Ол нақты жағдайлар үшін балқытудың оптимальді электрлік режимін таңдау және сүйемелдеуге мүмкіндік береді. Қондырғының активті қуатының толық қуатына қатнасымен анықталатын, пештік қондырғының (cosφ) қуат коэффициенті кернеудің жоғарлауымен өседі, ол активті жүктеме болып табылатын, доғалар кедергісінің өсу нәтижесінде активті кедергінің өсуімен түсіндіріледі. Кернеудің өсуі кезінде қондырғының пайдалы қуаты өседі, ол токәкелудегі активті электрлік жоғалымдарды алып тастағанда активті қуатқа тең.

---

Р_пай=Р_акт- Р_{акт.пот}= Р_акт- 31²R_к.с., кВт, (2.46)
мұндағы R_к.с- қысқа желідегі трансформатордың активті кедергісі, Ом.
Пештің пайдалы қуатының тұтынылатын активті қуатқа қатнасын пештік қондырғының электрлік ПӘК деп атайды.
Η_эл= Р_пай/ Р_акт. (2.47)
Пештік қондырғының толық немесе энергетикалық пайдалы әсер коэффициенті η_эн. деп екі шаманың туындысын айтады:
η_эн. = η_эл·N_т, (2.48)
мұндағы N_т-пештің жылулық коэффициенті, ол пеште жылуды пайдалы қолдану дәрежесін сипаттайды.
Пеш неғұрлым қуатты болған сайын, соғұрлым N_т жоғары болады, өйткені жылулық жоғалымдардың меншікті салмағы түседі және жақсырақ пайдаланылады. Жарамды қорытпаның бір тоннасына электр энергиясының шығыны пештің конструкциясын және технология жетілгендігі мен қызмет көрсетуші персоналдың квалификациясын сипаттайтын жалпы көрсеткіш болып табылады:
W=a/G, (2.49)
мұндағы а-есептік периодтағы электр энергиясының шығыны, кДж (кВт·сағ);

G-сол уақыт аралығында балқытылған қорытпаның мөлшері,т.
Қысқа желі. Екінші реттік кернеудің токәкелгіші, ферроқорытпа пеші конструкциясының маңызды бөлігі болып табылады, ол трансформатордың орамынан контакттік беттерге токтың өткізгіштері, электрод беттерінен тұрады.

Қуатты ферроқорытпа пешінің электрлік балансы қысқа желідегі жоғалымдар жалпы жоғалымдардың 35 % шамасында құрайтынын немесе келтірілген қуаттың (соның ішінде 3-10% шиналарда, құбырларда, беттерде және 4-12% электродтарда) 7-15% құрайтынын көрсетеді.

Шынайы назарды токәкелудегі активті жоғалымды азайтуға аудару керек, соның ішінде салқындатылуға аудару керек, өйткені температураның өсуімен өткізгіштің активті кедергісі өседі, соған орай ондағы электр энергиясының жоғалымы өседі.

Токтың үнемдік тығыздығы мыс шиналар үшін 1,5-2,0, ал алюминийлік үшін 0,8 А/мм-ді құрайды. Токәкелгіш иілгіш ленталар немесе кабельдерді мүмкінділігінше, колашниктен бөлінетін жылудың тікелей әсерінен бөлек орналастырады. Оларды сәулелік жылудан асбесттік қалқандармен қорғаған жөн, немесе оларды суменсақындатылатын кабельдермен алмастырса одан да жақсы. Иілмелі байланыстағы токтың тығыздығы 1-1,7 А/мм².

Кабельдер немесе ленталар қозғалмайтын соңынан қозғалмайтын шиналық пакеттің башмактарына бекітіледі, ол арқылы трансформатордан ток беріледі, ал қозғалмалы башмактардың қозғалмалы соңында пеш электродұстағышының беттеріне токөткізгіш жүреді.

---