Файл: Иванько, В. Ф. Пультовщик сталеплавильной электропечи учеб. пособие.pdf

дам и в целом по плавке позволяет совершенствовать некоторые узлы печи с целью снижения потерь и улуч­ шения ее показателей.

С этой же целью изучают тепловой баланс печей ВДП и ЭШП. В связи с большими потерями тепла ко­ эффициент полезного действия этих печей хуже, чем обычных дуговых сталеплавильных.

§ 2. ПЛАВИЛЬНОЕ ПРОСТРАНСТВО ПЕЧИ. РАСПАД ЭЛЕКТРОДОВ

Под плавильным пространством дуговой сталепла­ вильной печи понимается все внутреннее пространство печи, ограниченное футеровкой. Процессы теплообмена в этом пространстве весьма слож­ ны. Рассмотрим некоторые весьма важные особенности этих про­

цессов.

На процессы теплообмена влия­ ет в большой степени распад элек­ тродов. Если провести окружность, соответствующую окружности пла­ вильного пространства печи на уровне откосов печи, и в этой ок­ ружности печи нанести по верши­ нам правильного треугольника кру­ ги, соответствующие фактическому расположению электродов, и через центры кругов электродов провести

окружность, то диаметр этой окружности называется диаметром распада электродов. Отношение диаметра распада к диаметру плавильного пространства обозна­ чим К:

электродов. В этих зонах происходит очень быстрое плавление шихты и сильнее изнашивается футеровка.

180

Участки стен между электродами являются более холод­ ными, и в этих местах обычно задерживается шихта. На рис. 66 холодные зоны печи отмечены черным цве­ том. Увеличение диаметра распада электродов улучша­ ет условия расплавления шихты при наличии поворота печи, но одновременно увеличивает неравномерность тепловых зон. При этом требуется особенно тщательный уход за футеровкой, своевременное переключение на бо­ лее низкие напряжения и даже использование поворота в восстановительный период.

При работе печи в начальный период плавления, когда дуга под электродом закрыта со всех сторон ших­ той, вся мощность дуги излучается на шихту.

§ 3. РАЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ПЛАВКИ

При определении рационального электрического ре­ жима приходится рассматривать отдельно период рас­ плавления твердой шихты, окислительный и период ра­ финирования стали. Для наибольшей производительно­ сти печи полезную мощность и величину тока следует выбирать несколько меньше максимума полезной мощ­

в период расплавления шихты называется режимом по максимуму производительности. Естественно, что при выборе режима следует пользоваться реальными элект­ рическими характеристиками. Однако для периода рас­ плавления шихты в ту часть периода, когда шихта оста­ лась на откосах и дуги горят открыто, нужно учитывать распад электродов, наличие вращения ванны и своевре­ менно уменьшать мощность, вводимую в печь, переклю­ чением на более низкую ступень напряжения с одно­ временным уменьшением силы тока. Ток на другой сту­ пени определяется из рассмотрения характеристики этой ступени.

Значение мощности в период расплавления на мак­ симальной ступени напряжения неоднозначно, так как неоднозначны характеристики. В начальный период плавления мощность сети и полезная мощность меньше,-

181

чем в середине периода, так как со временем разогре­ ваются шихта и электроды, наводится шлак и несину­ соидальность токов и напряжений уменьшается. Это изменение мощности должно быть отражено в графике электрического режима печи.1 Иногда в теории рассмат­ ривают электрический режим в период расплавления на минимум расхода электроэнергии. Для такого режима

дов кипения и рафинирования следует остановиться на нижнем пределе тока (особенно для периода кипения). Наименьший ток должен быть таким, чтобы при нем со­ хранялось непрерывное горение дуги. Практически это легко проверить, включив электронный осциллограф в цепь измерения напряжения дуги.

В восстановительный период плавки активная мощ­ ность, подводимая в печь, должна компенсировать теп­ ловые потери печи и обеспечивать нагрев металла до за-

1 На рис. 67 в начальной части графика мощности расплавле­ ния показано примерное изменение мощности из-за несииусоидальности.

182

данной температуры, расплавление и нагрев легирован­ ных присадок, расплавление и нагрев шлакообразующих и проведение химических реакций с поглощением тепла (эндотермических).

Подводимая полезная мощность в восстановитель­ ный период постепенно снижается и в конце периода равна мощности тепловых потерь. График изменения мощности по периодам плавки для некоторых марок стали на 60-г печи приведен на рис. 67.

В основе выбора рационального режима для печей ВДП и ЭШП лежат постоянная скорость наплавления слитка и снижение мощности при выведении усадочной раковины, когда подводимая мощность несколько мень­

очистку подины от остатков шлака и быструю заправ­ ку печи;

б) осуществить быструю механизированную завалку шихты, чтобы печь не была долгое время открытой;

в) подготовить электроды (сменить свечи), чтобы во время плавки не было необходимости их наращивать.

При подготовке шихты для завалки необходимо в бадью завалить немного легковесной шихты, затем тя­ желовесной, а сверху снова легковесную шихту, чугун, стружку и кокс, если он предусмотрен шихтовкой.

Осмотр оборудования печи электриком и слесарем должен быть закончен к окончанию завалки и сделана запись результатов осмотра в журнал пультовщика.

Трансформатор должен быть переключен на ступень напряжения по заданному режиму расплавления, а элек­ троды приподняты от шихты, чтобы не включить на

183

короткое замыкание. Печь включается по команде стар­ шего сталевара с соблюдением при этом правил техни­ ки безопасности. Пультовщик поворачивает ключ вклю­ чения главного выключателя в сторону включения и про­ веряет состоявшееся включение по загоревшейся крас­ ной лампе выключателя и по фазовым вольтметрам вторичного напряжения. Очень важна проверка сразу при включении выключателя показаний фазовых вольт­ метров. При нормальном состоянии все_три вольтметра показывают фазное напряжение в V 3 меньше напря­ жения на указателе переключателя ступеней. Если один из вольтметров дает показание нуль, а два других — ли­ нейное напряжение, то это может быть при следующих обстоятельствах:

1) электрод фазы с нулевым напряжением касается шихты, следовательно, эта фаза получила нулевой по­ тенциал по следующей цепочке: электрод — шихта — разогретая подина — кожух печи — искусственный нуль трансформатора печи;

2) электрод фазы с нулевым напряжением имеет за­

ров пультовщик должен приподнять электрод заземлен­ ной фазы от шихты, после чего все вольтметры будут показывать фазные напряжения. Тогда переключатели ПВ переключаются с ручного на автоматическое регу­ лирование и все три электрода начинают двигаться вниз. Один из электродов может раньше других коснуться шихты, тогда потенциал электрода, потенциал напряженческой части блока измерения и сравнения автома­ тики равны нулю и нулю равно напряжение на ЭМУ данной фазы. Электрод останавливается действием ди­ намического торможения. Рабочий ток дуги через один электрод, стоящий на шихте, проходить не может, так как в цепи электрода после шихты имеются большое сопротивление подины печи и сопротивление, которые создали искусственную звезду на трансформаторе. Но эти сопротивления соизмеримы с сопротивлениями вольт­ метра и автоматики, поэтому вольтметр и автоматика работают. Затем подходит к шихте второй электрод или третий или оба одновременно. Через шихту происходит

184