Останнім часом у світі усе більше поширення одержує електротермічне устаткування, що живиться постійним струмом. Сталеплавильні печі, що працюють на постійному струмі, мають струмопровідну подину, або подовий електрод (ПЕ), і один сводовий електрод (у рідких випадках два сводових електроди), розташований у центрі печі. Ці печі дозволяють удосконалювати діючі технології і створювати нові, забезпечувати високу якість металу при використанні рядової дешевої шихти, у тому числі тої, що важко піддається переробці. Нові печі і електротехнологічні процеси в них мають високі показники по техніко-економічним і екологічним параметрам. У дугових сталеплавильних печах постійного струму (ДСППС) найбільш повно реалізовані переваги електродугового нагрівання, розвиті і збільшені його можливості, ліквідовані основні недоліки.
   Таким чином дугові печі постійного струму мають наступні переваги:
      - зниження питомої витрати електроенергії на тонну продукції на 10-12 %;
      - зниження витрати графітованих електродів у 2-5 рази у залежності від підготовки шихти;
      - збільшення коефіцієнта витягу на 4-6% (у рудотермічних печах);
      - поліпшення екологічних показників, зниження пилогазоочистки у 3-5 рази, шуму на 25-30%;
      - зменшення чаду технологічних компонентів на 30-70%;
      - можливість використання електрохімічних реакцій на постійному струмі для видалення шкідливих домішок і поліпшення якості продукції;
      - збільшення термінів служби футеровки;
      - підвищення ресурсу високовольтних трансформаторів і вимикачів, зниження "фликер-ефекту" у 2-5 рази;
   За даними закордонної інформації і досвіду експлуатації на підприємствах переустаткування печей перемінного струму на живлення постійним струмом окупається за один рік.

Оглядова частина

   Одним з основних елементів ДСППС є конструкція струмопідвода до шихти. Для підведення струму до переплавляємого матеріалу у такій печі використовують або струмопровідну подину з вуглецевовмістних матеріалів, мінусом якої є знижена стійкість і додаткове підвищення рівню вуглецю в рідкому металі. Або використовують подові електроди, які є одним з уразливих місць такої ДСППС. ПЕ у свою чергу можуть мати різні конструкції і можуть виготовлятися різними способами. В даний час відомі такі типи електродів:
   1) Голчастий (pіn-type) подовий електрод. Уявляє з себе велику кількість дрібних стрижнів, кінці яких зафіксовані на охолоджуваній повітрям сталевій плиті, що з'єднана з водоохолоджуємимі трубами, підключеними до джерела живлення (див. рис. 1).
Рис.1 – Голчастий подовий електрод.
   2) Пластинчастий (fіn-type) подовий електрод. У цьому випадку у якості провідника струму через подину використовують тонкі металеві пластини, які зварені в секції і розташовані по колу усередині охолоджуваного повітрям днища печі і закріплені на ньому болтами (рис. 2).
Рис.2 – Пластинчастий подовий електрод.
   3) Стрижневий (bіllet-type) подовий електрод. Конструктивними особливостями такого електрода є: використання біметалічного стрижня, що включає сталеву (верхню) і мідну (нижню) частини, найчастіше одержуваного методом электрошлакового переплаву, а також водяне охолодження мідної частини електрода (рис. 3).
Рис.3 – Стрижневий подовий електрод.
   У даній магістерській роботі передбачається дослідити найбільш розповсюджений ПЕ стрижневого типу.
   Подовий електрод призначений для введення електричної потужності в дугову електричну піч постійного струму є анодом. Такий електрод встановлюють у футеровці пода печі, і в процесі плавки він знаходиться в постійному електричному контакті з електропровідною шихтою або ванною рідкого розплаву.
   При експлуатації ДСППС у ванні розплаву звичайно виникають значні конвективні потоки, викликані електродинамічними силами і перегрівом розплаву в місці контакту з подовим електродом. Наслідком є підвищений знос футеровки навколо електрода, що підсилює тепловіддачу від ванни до електрода і веде до його перегріву, і далі до його передчасного виходу з ладу.
   При експлуатації ПЕ сталева частина стержня може частково переходити в рідкий стан з боку ванни розплаву, а після зняття електричної потужності вона відновлюється за рахунок кристалізації в умовах постійного тепловідводу при розрахунковому режимі охолодження.
   Для забезпечення безпеки експлуатації подового електрода передбачений контроль температури, як стержня електрода, так і футеровки в області його установки. Умовами безпечної експлуатації подового електрода є: правильність його установки в печі, цілісність футеровки, гарний електричний контакт із шихтою (ванною розплаву) і розрахунковий режим охолодження.

Висновки

   У процесі виконання даної роботи плануються теоретичні розрахунки з метою оптимізація конструкції й умов роботи подового електрода, а також математичне моделювання з метою дослідження теплової роботи ПЕ дугової сталеплавильної печі постійного струму.
   В даний момент на основі математичного моделювання на ЕОМ зроблені дослідження впливу інтенсивності охолодження подового електрода на його тепловий стан.

Література

   1. И.Ю. Зиннуров, Ю.Н. Тулуевский, Ю.В. Нафтолин, А.Д. Киселев. Новая конструкция подового электрода для высокомощных дуговых сталеплавильных печей постоянного тока. Труды третьего конгресса сталеплавильщиков. Москва, 1996 г.
   2. В.С. Малиновский, И.Б. Власова "Универсальные дуговые печи постоянного тока нового поколения – высокоэффективное оборудование для литейных производств", Индустрия, № 4/42, 2005 г.
   3. В.М. Сафонов, А.Н. Смирнов. Современная электродуговая печь: основные параметры и концептуальные решения// Металлургическая и горнорудная промышленность, 2004 - №8 – С. 14 – 25.
   4. Афонаскин А.В., Андреев И.О., Князев Д.В., Малиновский В.С., Малиновский В.Д. «Об эффективности работы дуговых печей постоянного тока нового поколения при выплавке чугуна и стали». Труды VII Съезда Литейщиков России. Новосибирск, 2005 г.
   5. Малиновский B.C. "Подовый электрод". А.с. по заявке 2543436/07, 1977 г.
   6. Х. Хушка, Х. Мюллер. Сравнительный анализ электросталеплавильных дуговых печей переменного и постоянного тока. Труды третьего конгресса сталеплавильщиков. Москва, 1996 г.
   7. В.С. Малиновский. "Подовый электрод электропечи". Патент РФ № 2112187.
   8. Danieli Centro Met "New Danieli Strategy in DC-EAF Technology", 114 Vol.1, 1995 year.
   9. Малиновский B.C. и др. «Устройство для контроля состояния подового электро¬да». А.с. 438368, 1973 г.
   10. А.В. Афонаскин, И.Д. Андреев и др. Результаты первого этапа освоения дугового плавильного агрегата постоянного тока нового поколения на ОАО "Курганмашзавод". Литейное производство, № 11,2000 г.
   11. Е.И. Казанцев «Промышленные печи», М: Металлургия, 1975г.
   12. Калмыков В.А., Карасев В.П. Электрометаллургия стали: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. 292 с.
   13. И.М Ячиков, И.В. Портнова. Моделирование электромагнитных процессов протекающих в ванне расплава ДППТ. Сообщение 1.// ИЗВЕСТИЯ высших учебных заведений. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ, 2005 - №7 – С.27 – 29.
   14. И.М Ячиков, И.В. Портнова, В.Н. Манагаров. Моделирование электромагнитных процессов протекающих в ванне расплава ДППТ. Сообщение 2.// ИЗВЕСТИЯ высших учебных заведений. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ, 2006 - №11 – С.23 – 26.
   15. http://www.stf-ecta.ru - Офіційний сайт ТОВ «НТФ ЭКТА».

---

| ДонНТУ | Портал магістрів ДонНТУ | Бібліотека | Посилання |

---