Применение водоохлаждаемых элементов

В настоящее время при строительстве и эксплуатации электродуговых печей в следствии увеличения удельной мощности трансформатора стало необходимым существенное изменения конструкции электропечи. Из – за того, что излучение высокомощных электрических дуг вызвало резкое снижение стойкости футеровки, как следствие высокомощные печи начали строить с водоохлаждаемыми сводами и стенами. На сегодняшний момент в конструкции электропечей встречаются три типа водоохлаждаемых панелей.

Литые панели разработаны в Японии, представляют собой литой чугунный блок, внутри которого залита стальная трубка в виде  змеевика для охлаждающей воды, а в поверхностный слой со стороны рабочего пространства вмонтированы огнеупорные кирпичи.

Коробчатые панели представляют собой сваренную из листов плоскую коробку с рядом внутренних перегородок по траектории змеевика вдоль всей поверхности коробки, так чтобы не образовывалось застойных зон.

Трубчатые панели наиболее распространены так как их отличительная черта это простота изготовления и надежность. Они позволяют работать при больших давлениях и скоростях движения воды, что позволяет избежать образования застойных зон. Панель конструкции «Сибэлектротерм» изготавливают из двух труб методом гибки без сварных швов. Данная панель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением из – за отсутствия поворотов воды на 180 º, по сравнению с панелью фирмы «Krupp». Для уменьшения теплопотерь  через панель со стороны тепловоспринимающей поверхности наносят огнеупорную массу; Для удержания массы на панель наваривают большое количество шлакодержателей. Скорость движения воды в панелях должна быть более 2 м/с, данная скорость позволяет избежать образование застойных зон. Расход воды для трубчатых панелей составляет порядка 5 – 9 м3/ч на 1м2 поверхности панели. Стойкость панелей 2000 – 4000 плавок и более.

Водоохлаждаемые своды применяют как на высокомощных, так и на невысокомощных печах с рабочим пространством из огнеупоров. Основное количество водоохлаждаемых сводов выполняют комбинированными на периферийной части водоохлаждаемые, а в центральной через которую проходят электроды из огнеупорного кирпича. Это позволяет избежать короткого замыкания между электродами и металлической части.

Разновидности водоохлаждаемых сводов. Их различают по форме поперечного сечения(плоские, куполообразные, выпуклые), по устройству основных водоохлаждаемых элементов(трубчатые, коробчатые, со спреерным охлаждением рабочей поверхности). Центральную часть свода выполняют круглой, либо дельтовидной формы. При дельтовидной конфигурации площадь огнеупорной части уменьшается, тем самым увеличивается площадь водоохлаждаемой части. В основе плоского коробчатого свода, трубчатое сводовое кольцо, на него опирается периферийная коробчатая часть, состоящая из трех отдельных полых секторов. Недостатком конструкции является возникновение в больших по размерам секциях значительных термонапряжений,  что может вызывать разрушение сварных швов, а из – за малой скорости воды, омывающей нижний лист коробчатых секций, кипения воды в отдельных участках с выпадением  солей жесткости, как следствие к прогару. Подобные своды применяют на невысокомощных печах. Расход воды 2 — 5 м3/ч на 1м2 поверхности.

Трубчатый куполообразный свод имеет водоохлаждаемый каркас из верхнего и нижнего колец, соединенных радиальными балками. Центральную часть выполняют из магнезито – хромитовых кирпичей, удерживаемых водоохлаждаемым трубчатым сводовым кольцом. Расход воды составляет 6 – 9 м3/ч на 1м2. Стойкость водоохлаждаемой части свода 2000 – 4000 плавок. Применение водоохлаждаемых сводов снизило расход сводовых огнеупоров с 3 – 8 до 0,5 – 0,8 кг/т стали.

Своды со спреерным охлаждением состоят из центральной огнеупорной части и периферийной в виде полого коробчатого кольца куполообразной формы. В нутрии кольцевой коробки расположена система форсунок, подающих воду на всю нижнюю поверхность кольца. Вода стекающая тонким слоем по куполообразной поверхности, отводится из нижней части кольца. Преимуществом является меньшая масса и меньший расход воды.

Современные дуговые сталеплавильные печи работают преимущественно на графитированных электродах, ежегодное мировое производство которых превышает 1 млн.т. Расход графита электрода в процессе электроплавки стали определяется качеством электрода и условиями работы дуговой печи. Снижению расхода электродов способствуют уменьшение пористости, повышение плотности, уменьшение содержания золы в электродной массе, снижение удельного электрического сопротивления и увеличение предела прочности электродов.

Печи, снабженные трансформаторами обычной мощности, работают на сравнительно небольших токах, что позволяет использовать сравнительно недорогие электроды обычного качества. Дуговые печи сверхвысокой мощности работают на очень больших токах. Для таких печей используют специальные высококачественные графитовые электроды, обладающие низким электрически сопротивлением, более плотные и прочные, способные выдерживать высокие токовые нагрузки и значительные механические усилия, возникающие при работе трансформатора сверхмощной печи. Специальные электроды должны обеспечит допустимую плотность тока 25 А/см2. Технология производства высококачественных электродов для сверхмощных дуговых печей достаточно сложна. Необходимые свойства электродов получают при использовании дорогих высококачественных малозольных шихтовых материалов (главным образом, игольчатого нефтяного кокса), мощного прессового оборудования, пропитки заготовок электродов пековыми связующими, специальной длительной и сложной высоко температурной обработки (операции графитизации). Высокая стоимость шихтовых материалов и большой расход электроэнергии определяют очень высокую стоимость специальных графитированных электродов для сверхмощных печей.

 

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector