Файл: Серебряный Я.Л. Электроплавка медно-никелевых руд и концентратов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
ближается к высокотемпературным зонам печи, подвергаясь медлен ному облгигу. На рис. 41 показаны основные температурные зоны по продольному сечению электрода, в которых изменяется состояние электродной массы.
В верхней зоне / температура равна 50—70° С. При этой темпера туре электродная масса постепенно размягчается, заполняет все пространство между ребрами кожуха и надежно срастается с по верхностью ранее загруженной массы. В зоне щек II температура
Щ м м Вы йрасм аІГО 100 200 300 000 500 600 70080000010001100
Температура, °0
Рис. 41. Изменение температуры электродной массы по высоте электрода рудоплавильной электропечи комбината «Ссверониксль» (данные Ю. С. Егорова и М. С. Четверткова):
1 — в центре электрода; 2 — у поверхности электрода
электродной массы повышается с 70 до 300° С и из связующего элек тродной массы начинают выделяться летучие. Следовательно, элек тродная масса проходит контактные щеки в пластичном состоянии.
Ниже контактных щек (зона III) электродная масса спекается, выделяя при 400—500°С основную массу летучих веществ. Так как верхние размягченные слои электродной массы препятствуют дви жению выделяющихся газов вверх, то газы продвигаются вниз по порам скоксовавшейся части электрода. При 730° С возгоняются оставшиеся летучие вещества и завершается коксование электрод ной массы. При 800—900° С возгоны смолопека без доступа воздуха разлагаются согласно реакции
. 2СО = С + С02.
Выделяющийся углерод заполняет поры массы; при этом электри ческое сопротивление скоксовавшейся массы резко падает. Напри
мер, |
при 1000° С сопротивление спеченной массы почти |
такое же, |
как |
и сопротивление металлического кожуха электрода. |
Если элек |
трический ток вне печи проходит в основном по железному кожуху электрода, то под сводом печи, где кожух оплавляется, единственным проводником тока служит электродная масса. Поэтому электрод к моменту погружения в ванну должен быть полностью спечен. Спе
93
кание электродной массы завершается на расстоянии 300—500 мм ниже уровня свода печи. В зоне подготовленного к работе элек трода (/V) температура электродной массы превышает 900° С.
Крешение электродов
В современных мощных электропечах для плавки медно-никеле вых руд и концентратов масса кожуха электрода вместе с заполняю щей его электродной массой достигает 15 т, а длина 20 м, поэтому необходима надежная, конструкция его крепления. Для подвода электрического тока к электроду и его перемещения по вертикали каждый электрод оборудован электрододержателем подвесного типа. Важ нейший узел электрододержателя — зажим электрода, который должен обеспечивать хороший электрический контакт между щекой и электродом. Зажим электрода состоит из нажимного кольца — бугеля и
контактных щек.
Контактные щеки (рис. 42) служат для подвода электрического тока к электроду. Их количество зависит от диаметра элек трода: электрод диаметром 1100—1200 мм имеет восемь щек.
Контактные щеки отливают из меди или бронзы пустотелыми или - с залитыми в них трубами для водоохлаждения. Щеки имеют прямоугольную форму с закруглен ными углами. В верхней j '(части щеки имеется прилив, к которому при помощи специальной накладки прижимается медная труба, подводящая электрический ток и охлаждающая воду. В средней части щеки
имеется корытообразно6 гнездо, в которое упирается нажимной болт или торец втулки пружинного прижима. Для распределения прижимного усилия на большую поверхность в гнездо заложена стальная пластина. Для изоляции нажимного кольца от щеки между пластиной и щекой вставлена в гнездо миканитовая про
кладка.
Контактные щеки крепят к нижнему фланцу мантеля (см. рис. 23) на подвесках, которые на некоторых печах выполняют электрически изолированными от мантеляНеобходимый электрический контакт между щеками и кожухом электрода создается нажимным устрой ством, расположенным в бугеле. Бугель состоит из двух полуколец, представляющих собой пустотелые сварные или литые стальные коробки. Полукольца соединены через бронзовые втулки двумя, пальцами. Подобное соединение выполнено для разрыва магнитного потока, возникающего в бугеле при прохождении электрического тока по электроду.
94
В гнездах-стаканах корпуса бугеля расположены пружинно-бол товые прижимы, число которых соответствует числу щек. Пружинно болтовой прижим (рис. 43) состоит из нажимного регулировочного болта, крышки стакана с укрепленной в ней гайкой под нажимной болт, пружины и двух втулок. Крышка стакана крепится к корпусу бугеля при помощи клинового затвора. В пружинно-болтовом при жиме степень нажатия на щеку регулируют нажимным болтом. Благодаря равномерному и постоянному нажатию пружин на щеки обеспечивается хороший контакт между щекой и электродом. Бугель
Рис. 43. Пружинно-болтовой прижим:
1 — нажимной болт; 2 — клин; 3 — шпилька; 4 — пружина; 5 — крышка стакана с гайкой; S — упорная втулка; 7 — нажимная втулка; 8 — кон тактная щека
к мантелю подвешивают стальными тягами. В ряде случаев тяги выполняют электрически изолированными от мантеля. Для охлажде ния бугеля к не'му подведена вода. .
В электрододержателе подвесного типа (рис. 44) масса электрода передается на несущий цилиндр-мантель. Мантель изготовлен из котельного железа толщиной-8— 10 мм; его диаметр на 100— 150 мм больше диаметра электрода. Длина мантеля 3—5,5 м. На печах старой конструкции к верхнему концу мантеля приварена рама из швелле ров с двумя вертикальными стойками; к каждой стойке шарнирно прикреплена обойма звездочки или блока для подвески мантеля к лебедке перемещения электрода. Мантель подвешен к лебедке на грузовых пластинчатых цепях или стальных тросах.
Поскольку мантель и стойки находятся под напряжением, то обоймы должны быть электрически изолированы от стоек. Эта изо ляция (рис. 45) осуществлена с помощью текстолитовой шайбы и втулки, которые надеты на болт, прикрепляющий обойму к стойке опорной рамы мантеля.. Электрод подвешен в мантеле на двух не сущих стальных лентах толщиной 2 мм и шириной 180 мм (см. рис. 44). Размеры ленты выбирают из расчета, что одна лента должна выдер жать массу электрода.
Подвеску электрода осуществляют следующим образом: рулоны несущих лент надевают на свободно вращающиеся барабаны, укреп ленные на кронштейнах стоек опорной рамы мантеля; концы ленты пропускают через зажим тормозного устройства, огибают ими два
95
неподвижных чугунных полуролика для увеличения трения и на дежно приваривают к кожуху электрода с двух диаметрально про тивоположных сторон. На несущей ленте выше зажима закрепляют двумя болтами ограничительную планку, препятствующую проскаль зыванию ленты между тормозными колодками при их разводке. Тормозное устройство служит для надежного закрепления электрода
|
|
|
|
|
Рис. 45. |
Изоляция обоймы |
||
Рис. 44. Схема подвески самоспекающегося электрода: |
звездочки |
от стойки мантсля: |
||||||
/ — обойма |
звездочки; |
2 — |
||||||
1 — мантель; |
2 — рама; |
3 — стальная |
лента; |
4 — огра |
текстолитовая |
втулка; |
3 — |
|
ничительная |
планка; 5 — стойка; 6 — обойма |
звездочки; |
болт; 4 — текстолитовая шай |
|||||
7 — кожух электрода; |
5 — полуролнк; |
9 — рулон ленты; |
ба; 5 — стоика опорной рамы |
|||||
|
10 — тормозное устройство |
|
|
мантеля |
|
в определенном положении относительно мантеля. Благодаря этому электрод вместе с мантелем можно поднимать и опускать электродной лебедкой. Кроме того, тормоз обеспечивает безаварийный перепуск электродов (см. гл. VII, § 29).
На рис. 46 показан зажим тормозного устройства (тормоз Висдома). На валу штурвала нарезана левая и правая резьба. Подвижная колодка тормоза шарнирно соединена с бронзовыми гайками, имею щими соответственно правую и левую резьбу. При вращении штурвала вправо гайки сближаются и подвижная колодка прижимает несущую ленту к неподвижной колодке.
96
В последние годы в Советском Союзе и за рубежом разработаны механизированные системы перепусков, исключающие ленточное устройство и позволяющие полностью автоматизировать операцию перепуска. Так, на электропечах новой конструкции комбината «Печенганнкель» перепуск электродов осуществляется пружинно
гидравлическим |
механиз- |
^ |
|
|
|
|
|
||||||
мом |
с |
дистанционным |
I |
'vJJk. |
|
|
|
|
|||||
управлением |
(рис. |
|
47). |
^ |
|
|
|
|
|
||||
В этой конструкции |
элек- |
• ■ ^ |
|
|
|
|
|
||||||
трод |
|
зажимают |
|
двумя |
|
|
|
|
|
|
|||
кольцами, |
из |
которых |
|
|
|
|
|
|
|||||
нижнее |
кольцо |
жестко |
|
|
|
|
|
|
|||||
крепят |
к |
мантелю |
элек |
|
|
|
|
|
|
||||
трода, |
а верхнее свободно |
|
|
|
|
|
|
||||||
надето |
на |
кожух |
|
элек |
|
|
|
|
|
|
|||
трода. |
Между |
верхним и |
|
|
|
|
|
|
|||||
нижним кольцами устано |
|
|
|
|
|
|
|||||||
влены |
амортизационные |
|
|
|
|
|
|
||||||
пружины. В кольца вмон |
|
|
|
|
|
|
|||||||
тировано по шесть цилин |
|
|
|
|
|
|
|||||||
дрических коробок |
с пру |
|
|
|
|
|
|
||||||
жинно-гидравлическим ус |
|
|
|
|
|
|
|||||||
тройством, |
которые |
с по |
|
|
|
|
|
|
|||||
мощью пружин прижимают |
|
|
|
|
|
|
|||||||
щеки к кожуху электрода. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
При |
перепуске |
электрода |
|
|
|
|
|
|
|||||
(см. |
§ 29) |
давление |
|
пру |
|
|
|
|
|
|
|||
жин |
снимают |
гидравли |
|
|
|
|
|
|
|||||
ческим |
устройством, |
со |
|
|
|
|
|
|
|||||
стоящим |
из |
цилиндра, |
|
|
|
|
|
|
|||||
в котором |
перемещается |
|
|
|
|
|
|
||||||
плунжер. В цилиндры под |
|
|
|
|
|
|
|||||||
давлением |
60 ат подается |
|
|
|
|
|
|
||||||
масло. |
В нижнем |
кольце |
|
|
|
|
|
|
|||||
устанавливают |
вертикаль |
|
Рис. 46. Тормозной зажим Внсдома: |
с |
левой |
||||||||
ные |
цилиндры для |
обрат |
шарнира; 4 — вал штурвала; 5 — гайка |
||||||||||
ного |
перепуска |
электрода |
1 — штурвал; 2 — гайка с правой резьбой; |
3 |
— ось |
||||||||
резьбой; |
6 — шарнирная |
тяга; 7 — подвижная ко |
|||||||||||
(подъем |
электрода |
вверх |
лодка; |
8 — неподвижная |
колодка; |
9 — пружина; |
|||||||
|
10 — регулировочный |
болт |
|
|
|||||||||
относительно мантеля, |
см. |
|
|
|
|
|
|
||||||
§ 29). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидравлические механизмы печи питаются от насосно-аккумуля торной станции, состоящей из азотных и масляных баллонов-аккуму ляторов, маслонапорных насосов, азотных компрессоров и аппара туры управления и контроля. Нормально электрод зажат в верхнем и нижнем кольцах с помощью пружин. Управление перепуском ди станционное, посредством универсальных переключателей, уста новленных на специальном щите. На каждый электрод имеется два универсальных переключателя: один — для управления цилиндрами верхнего и нижнего колец перепускного устройства, второй — для
7 Я. Л. Серебряный |
97 |
управления вертикальными цилиндрами механизма перепуска. При перепуске электрода вначале отжимают щеки нижнего кольца и электрод под действием собственной тяжести опускается до посадки
Рис. 47. Пружинно-гидравлический механизм для перепуска злектродов:
/ — коробка с пружинно-гидравлическим устройством; 2 — нижнее кольцо; 3 — аморти зационная пружина; 4 — верхнее кольцо; 5 — вертикальный цилиндр дли обратного пере пуска электродов; 6 — щека; 7 — цилиндр для снятия давления пружин; 8 — пружина; 9 — электрод; 10 — маитель электрода; 11 — маслопровод
верхнего кольца на упоры нижнего, затем снимают давление масла
вцилиндрах нижнего кольца и пружины вновь зажимают электрод
вщеках нижнего кольца. После этого отжимают щеки верхнего
98
кольца и амортизирующие пружины возвращают верхнее кольцо в первоначальное положение. Затем выпускают масло из цилиндров верхнего кольца и пружины прижимают щеки к кожуху: электрод подготовлен к следующему перепуску.
На старых электропечах комбината «Печенганикель» успешно ра ботает система перепуска конструкции Серовского завода ферро сплавов, позволяющая механизировать операцию перепуска. На рис. 48 показано устройство этой системы. На верхнем фланце ман-
Рис. 48. Устройство механического перепуска системы Серовского завода ферросплавов:
1 — электрод; 2 — верхний полуролик; |
3 — стойка; 4 — барабан с лентой |
подвески элек |
|
трода; 5 — зубчатое колесо; 6 — тормоз |
Внсдома; |
7 — лента подвески электрода; 8 — н и ж |
|
н и й полуролик; 9 — траверса; 10 — мантель; |
11 — электродвигатель; |
12 — редуктор; |
|
13 — дифференциал; |
14 — вал |
|
теля закреплен привод, состоящий из электродвигателя, редуктора, вала, конической пары шестеренок, двух барабанов, на которые жестко надевают рулоны несущих лент. Концы несущих лент про
7* |
99 |
пускают через тормозное устройство (тормозные колодки всегда разжаты), огибают ими два неподвижных полуролика и приваривают к кожуху электрода.
При включении привода барабаны вращаются, рулоны несущих лент разматываются и электрод под действием собственной тяжести перепускается. Продолжительность работы привода, а следовательно, величина перепуска устанавливается рабочим, выполняющим пере пуск. Для точной оценки величины перепуска кожух электрода пред варительно размечают мелом на отрезки длиной 150 мм, соответ ствующие величине одного перепуска.
Следует отметить, что система перепуска электродов конструкции Серовского завода ферросплавов является самой простой и надежной из всех применяемых на заводах механизированных систем пере пуска.
Электроды можно перемещать в процессе работы как электрод ными лебедками, так и гидравлическими подъемниками. На рис. 49 показана электродная лебедка, установленная на электропечах ком бината «Печеиганикель» грузоподъемностью 30 т. Лебедка состоит из рамы, на которой смонтированы электродвигатель мощностью 6 кВт, двухколодочный тормоз, редуктор, цилиндрические шестерни
идве звездочки. Мантель электрода подвешен к лебедке на двух пластинчатых грузовых цепях. Один конец каждой цепи неподвижно закреплен на раме лебедки, цепь огибает звездочку в обойме, за крепленной на стойке мантеля электрода, звездочку на валу лебедки
исвободно прикрепляется к раме лебедки. Скорость перемещения электрода 0,3 м/мин.
На печах Норильского 'комбината электроды подвешены к ле бедке на стальных канатах. Канаты одним концом закреплены на балке межэтажного перекрытия, огибают блоки, укрепленные на стойках мантеля, и наматываются на барабаны лебедки. На электрод ных лебедках установлен концевой ограничитель — механизм для ограничения величины перемещения электрода вверх и вниз. При аварии электродвигателя лебедки или при длительном отсутствии электроэнергии предусматривается возможность ручной регулировки положения электродов.
Перемещение электродов с помощью гидравлических подъемни ков (рис. 50) осуществлено на новых электропечах комбината «Печенганикель» и на заводе «Томпсон». Масло поступает в цилиндры гидро подъемника при подаче сигнала от автоматического регулятора электрического режима печи на соленоид золотника маслопривода.
Вслучае необходимости напряжение на соленоид может быть подано вручную с пульта управления. Для регулирования скорости пере
мещения электрода на сливной линии маслопровода от цилиндра к золотнику предусмотрен дроссель. Для ограничения хода элек трода вверх и вниз установлены конечные выключатели, которые воздействуют на золотник, отключающий подачу масла.
Опыт эксплуатации различных механизмов перемещения электро дов на электропечах комбината «Печеиганикель» показал, что наи более надежной в работе, простой и экономичной в обслуживании
100