Реферат з теми випускної роботи
Вступ
Останнім часом у світі все більше поширення отримує електротермічного обладнання, яке працює на постійному струмі. Сталеплавильні печі, які працюють на постійному струмі, мають струмопровідну подіну, або подовий електрод (ПЕ), і один сводовий електрод (в рідкісних випадках два сводових електрода), розташований в центрі печі. Ці печі дають можливість удосконалювати чинні технології та створювати нові, забезпечувати високу якість металу при використанні рядовий дешевої шихти, у тому числі тієї, що важко піддається переробці. Нові печі і електротехнологічні процеси в них мають високі показники по техніко-економічним та екологічним параметрам. У дугових сталеплавильних печах постійного струму (ДСППТ) найбільш повно реалізовані переваги електродугової нагріву, розвиті і збільшені його можливості, ліквідовані основні недоліки.
Таким чином, дугові печі постійного струму мають наступні переваги: зниження питомих витрат електроенергії на тонну продукції на 10-12%; зниження витрат графітованих електродів в 2 - 5 разів залежно від підготовки шихти; збільшення коефіцієнта вилучення на 4% - 6% (в рудотерміческіх печах); поліпшення екологічних показників, зниження пилегазоочісткі в 3 - 5 рази, шуму на 25 - 30%; зменшення угару 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" в 2 - 5 раза;
За даними закордонної інформації і досвіду експлуатації на підприємствах переобладнання печей змінного струму на використання постійного струму окуповується за один
Дугові сталеплавильні печі постійного струму (ДСППТ) знаходять застосування в машинобудуванні та «великої металургії» завдяки відомим переваг перед печами змінного струму. В Україні використовують понад 10 ДСППТ місткістю від 3 до 12 т. подовий електрод (анод) є невід'ємною частиною такої печі.
Практика експлуатації ДСППТ виявила серйозні проблеми стійкості вузла подового електроду. В механизмі зносу аноду і футеровки основну роль відіграє рух рідкої ванни в результаті МГД-впливу (сила Лоренца) і тепло Джоуля, виділяється в електроді при проходженні струму. При цьому меніск розплавленого сталевого стержня опускається вниз, утворюючи т.зв. анодну яму рідкого металу в футеровки подіни печі, що негативно впливають на довговічність анод і прилеглої футеровки.Є спосіб захисту вузла подового електроду «грибом» твердої металевої корки (малюнок 1), яка формується в результаті локального інтенсивного охолодження ванни при протіканні ендотермічної реакції розкладу вдуваемого вуглеводню . Однак інформації про промислове використання цього рішення немає.
.
Рисунок 1 - Очікуваний «гриб» при локальному охолодженні ванни
Метою даної роботи була перевірка ефективності захисту подового електрода продувкою газом при локальному охолодженні ванни в умовах наближених до промислової 12-т ДСППТ. Для цього була виготовлена тігельная 80-кг ДСППТ (малюнок 2) на основі встановлення ЕШП У-360 з трансформатором потужністю 80 кВА при силі струму до 2кА. Подовий електрод діаметром 125мм був встановлений в леточних періклазо-графітових блоках з можливістю подачі газової суміші СН4-СО2 через пористу сітку по периферії анод. Крекінгу метану (СН4 = С +2 Н2) і реакція Белла (СО2 + С = 2СО) при температурі вище 1273 К , приводив до ендотермічного ефекту 4,35 МДж / кг газової суміші в співвідношенні компонентів 1:1. При використанні СО2 виключався випадання сажістого вуглецю в продувних каналі, характерну для вирішення по рис. 1. Інтенсивність продувки підтримували близько 1,3-1,4 л / хв з умови моделювання (шляхом пневматичного впливу на ванну) швидкості руху металу в «анодній ямі» близько 0,2 м / с, що, за розрахунками, має місце в 12 - т ДСППТ під дією сили Лоренца при силі струму 8кА (сила струму до 2 ка у дослідній установці не забезпечувала подібності).
Рисунок 2 - Схема дослідної установки та вимірювання зносу футеровки
Знос вогнетривкої футеровки визначали на фіксованій ділянці, розташованій на відстані 1,2 радіуса подовий електрода, як різницю (щодо рівня початку відліку - верхній зріз кожуха тигля) між розміром А на старті і зливі кожної плавки (малюнок 2) за допомогою сталевого прутка діаметром 20 мм, занурюємося до упору в рідку ванну. Всього проведено 2 плавки: з продувкою і без неї тривалістю по 45 хв ± 5 хв. Параметри процесу були приблизно однаковими: маса рідкої ванни 70 ± 10 кг, температура 1843-1858 С, сила струму 1,8-2кА.
При використанні газової суміші СН4-СО2 для захисту вузла подового електрода ДСППТ отримані помірно позитивні результати: швидкість зносу футеровки на плавці з продувкою була на 19% нижче в порівнянні з плавки без продувки (відповідно 0,80 мм / год і 0,98 мм / час). Ефект пов'язаний з локальним охолодженням ванни і заморожуванням околоелектродной області.
Актуальность
У наслідок ряду факторів в області установки електрода спостерігається підвищений знос футеровки. У результаті цього підсилюється тепловіддача від ванни до електрода, що веде до підвищеної витрати вогнетривів, а також до перегріву і передчасного виходу з ладу подового електрода. Тому становлять інтерес дослідження його роботи.
Ціль
Підвищення стійкості подового електроду використовуючи газодинамічний спосіб захисту
Висновок
В процесі виконання даної роботи плануються теоретичні розрахунки з метою оптимізації конструкції та умов роботи подового електроду, а також фізичне моделювання з метою дослідження роботи ПЕ дугової сталеплавильне печі постійного струму.
На даний момент на основі математичного моделювання на ЕОМ проведені дослідження впливу інтенсивності охолодження подового електроду на його тепловий стан.
- 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.
- 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.
- В.С. Малиновский. "Подовый электрод электропечи". Патент РФ № 2112187.
- В.С. Малиновский, И.Б. Власова "Универсальные дуговые печи постоянного тока нового поколения – высокоэффективное оборудование для литейных производств", Индустрия, № 4/42, 2005 г.
- Е.И. Казанцев «Промышленные печи», М: Металлургия, 1975г.
- Калмыков В.А., Карасев В.П. Электрометаллургия стали: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. 292 с.
- 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.
|
