Файл: Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов.pdf

Емкость печи, т

Рис. 101. Зависимость глубины ванны от емкости электропечи

Емкость печи, т

Рис. 102. Зависимость диаметра рабочего пространства (/) и кожуха (2) на уровне порога рабочего окна от емкости печи

Объем шлака обычно принимают равным 15% от объема металла, т. е.

Ушл = 0,15 VM. (ХХХП-З) Металл и шлак занимают объем ванны до уровня порога рабочего

Его высота равна 50— 150 мм в зависимости от емкости печи. Глубина ванны hB до уровня порогов рабочих окон может быть

принята по диаграмме рис. 1 0 1 , где приведены данные по отечест­ венным электропечам. Угол образующей конуса с верхним основа­ нием по практическим данным равен 45°. При этом угле на откосах достаточно хорошо удерживается заправочный материал. Высота сегмента hc составляет У5 глубины ванны hB. Тогда высота кониче­ ской части ванны Нк равна 4/5/гв. Диаметр ванны на уровне порога

Таким образом, все размеры ванны определены. После этого делается проверочный расчет. Объем ванны VB до уровня порога рабочих окон складывается из объема шарового сегмента высотой hc и объема усеченного конуса высотой К

При равенстве левой и правой частей или несколько большем значении правой части размеры ванны приняты правильные. В слу­ чае, если правая часть оказалась меньше левой, необходимо не­

Основными параметрами плавильного пространства печи яв­ ляются диаметр ванны на уровне порога рабочего окна и высота от уровня порога до пяты свода Н0. С увеличением высоты свода по­ вышается его стойкость, одновременно возрастает удельная поверх­ ность печи и увеличивается удельный расход электроэнергии. Од­ нако увеличение стойкости свода экономически перекрывает до­ полнительные расходы электроэнергии. Поэтому до определенного предела желательно стремиться к увеличению высоты свода. Этот параметр принимается по диаграмме рис. 103, построенной по дан­ ным отечественных заводов. Целесообразно принимать значение Н ближе к верхнему пределу (кривой АВ). Например, для 100-т элек­ тропечи величину Н0 следует принять равной 2 2 0 0 мм.

Стрела выпуклости hCT составляет для динасового свода V9 —Vio его диаметра, а для основного свода соответственно 1/а — V9. Для

372

свода 100-т электропечи диаметром 5600 мм стрелу выпуклости можно принять равной hCT= 5600-Vg = 620 мм.

От верхнего уровня откосов стены необходимо делать наклонными под углом 15—30° к вертикали. При таком угле наклона стен их

# н = 1U— 1k\.H0— (50— 150)] мм.

Верхняя часть рабочего пространства до пяты свода на вели­ чину 3/4—2/3[Яс— (50— 150)] мм цилиндрическая.

Размеры рабочего окна необходимо выбирать такими, чтобы мульда свободно входила в печь, размеры окна должны также обес­ печивать возможность осмотра и заправки печи. Обычно ширину окна принимают равной 0,3 диаметра плавильного пространства на уровне порога рабочих окон, а высоту окна около 0 ,8 — 1 ее ши­ рины. Для крупнотоннажных печей, загружаемых сверху, ширина окна может быть уменьшена до 0 ,2 D 0.

3. ЕМКОСТЬ ПЕЧИ И ДИАМЕТР КОЖУХА

Внешние параметры электропечи определяются ее внутренними размерами, толщиной футеровки и металлического кожуха. Диа­ метр кожуха на уровне порога рабочего окна равен

373

где D 0 — диаметр плавильного пространства на уровне порога рабочего окна, мм;

Sp — толщина рабочего слоя на уровне порога рабочего окна

(70— 100 мм); 5 К— толщина кладки на уровне порога рабочего окна равна

350—450 мм (большая толщина — для печей емкостью более 30 т);

SH— изоляционный слой, состоящий из слоя шамотного кир­ пича толщиной 65 мм и 25-мм слоя асбеста;

5 КЖ— толщина кожуха, равная 2 0 мм для печей емкостью до 30 т и 30—40 мм для печей большей емкости.

Таким образом, общая толщина футеровки на уровне порога рабочего окна составляет 560—615 мм. В работающих электропе­ чах при реконструкции с увеличением емкости иногда изоляцион­ ный слой исключают.

На рис. 102 представлена зависимость диаметра кожуха DK на уровне порога рабочего окна от емкости печи (кривая 2) по дан­ ным отечественных заводов. Угол наклона конической части ко­

совпадает с углом наклона стен. Поэтому толщина стен в кониче­ ской части остается постоянной на всю высоту. В случае меньшего угла наклона конической части кожуха по сравнению с внутренней поверхностью стен толщина стен в верхней конической части де­ лается меньше (за счет уменьшения толщины рабочего слоя), чем на уровне порога рабочих окон на 80— 100 мм.

Верхняя цилиндрическая часть стен выполняется из рабочего

Толщина футеровки подины составляет 650—800 мм и включает следующие слои: 1 ) теплоизоляционный слой (асбестовый картон 10 мм; шамотный порошок 30 мм; два ряда шамотного кирпича на плашку, 65x2 = 130 мм); 2) слой магнезитового кирпича (один

Необходимо иметь в виду, что в процессе работы размеры рабо­ чего пространства, так же как и размеры ванны, непрерывно ме­ няются в основном в сторону увеличения.

4. МОЩНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРА И ДИАМЕТР ЭЛЕКТРОДОВ

На рис. 104 представлена зависимость мощности трансформатора от емкости электропечей, по данным отечественной и зарубежной практики.

При выборе мощности трансформатора необходимо иметь в виду следующие соображения:

374

1. Мощность трансформатора наиболее полно используется в пе­ риод плавления. Поэтому для обеспечения быстрого расплавления необходимо устанавливать трансформатор по возможности с высо­ ким значением удельной мощности, т. е. с высоким отношением PIG, где Р — мощность трансформатора; G — емкость печи. Однако

в окислительный и восстановительный периоды мощность трансфор­ матора используется неполностью, в среднем на 30—50%. Поэтому при большой длительности этих периодов, что имеет место при вы­ плавке легированных сталей, использование трансформатора в сред­ нем за плавку будет невысоким. Мощные трансформаторы при этой же емкости печи целесообразно устанавливать на печах, выплавляю­ щих углеродистые стали. Наиболее мощные трансформаторы не­ обходимо устанавливать на тех печах, которые предназначены только для расплавления шихты с последующей доводкой и рафинировкой металла в ковше.

375