Электртехнологиялық Үрдістер және қондырғылар электртермиялық үрдістер және қондырғылар Оқу құралы

Электр доғалық қыздырудың қолданылуы

жүктеу 1,37 Mb. бет 10/15 Дата 07.03.2023 өлшемі 1,37 Mb. #41635

Навигация по данной странице:

• 3.2. Доғалық болат балқыту пештері 3.2.1 Доғалық болат балқыту пешінің құрылымы және технологиясы
• 3.2.2 Болат балқыту пешінің электр жабдықтары және электрмен жабдықтау сұлбасы

3.1.4 Электр доғалық қыздырудың қолданылуы Электр доғалық қыздыру металлургия, химия, машина құру және басқа өндіріс салаларында кеңінен қолданылады. Электр доғалық қыздырумен қара және түрлі-түсті метал, қорытпалар, рудалық материалдар балқытылады: 1. Болат сынықтарын электрлік балқыту. 2. Мыс балқыту. 3. Металдарды рудалардан тотықсыздандыру. 4. Ферроқорытпаларды рафинациялау. 5. Вакуумдық-доғалық қайта балқыту. 6. Доғалық пісіру т.б. Соңғы жылдары болатты электр доғалық балқыту жолымен алу үлесі конверторлық, әсіресе мартендік әдісті ығыстыру есебінен елеулі ұлғайды (3.7 сурет) 3.7 сурет - Әр түрлі әдістердің болат балқытудағы үлесі Доғалық пештерде болат балқытып шығару үлкен қарқынмен өсуде: 1995 ж. - 752 млн. т (32,6%), 1999 ж. – 788 млн. т, 2003 ж. – 895 млн. т . Қуатына қарай доғалық болат балқыту пештері аса қуатты (меншікті қуаты 700 кВА/т), қуатты (400-700 кВА/т), орта қуатты (200-400 кВА/т) болып бөлінеді. Электр доғалық пештері доғаның әсер етуіне қарай тікелей және жанама қыздыратын болып бөлінеді. Тікелей қыздыратын пештерде доға электрод пен балқыған материал арасында жанады. Жанама қыздыратын пештерде – екі (үш, төрт, алты) электрод арасында. Кеңінен тараған электр доғалық тікелей қыздыру пештері, қара және баяу балқитын металдарды және рудалық материалдарды балқыту үшін қолданылады. Жанама қыздыратын пештерде түрлі-түсті металдар, кейде шойын және никель балқытылады.  3.2. Доғалық болат балқыту пештері 3.2.1 Доғалық болат балқыту пешінің құрылымы және технологиясы Доғалық пеш төбесі күмбезбен (6) жабылған, іші отқа төзімді және жылу оқшаулағыш материалмен (5) қаланған (футеровка) металдық қаптама (4) болып табылады. Күмбезден арнайы тесіктер арқылы пеш ішіне (жұмыс кеңістігіне) электродтар (9) түсіріледі. Шихтаны (3) балқыту және металды термоөңдеу электродтар мен шихта арсында жанған электр доғасының жылуы есебінен жүреді. Шихтаны пешке салу және үрдіс барысында шығатын қожды ысыру, ваннаның ішін қарау үшін жұмыстық терезе (10), дайын балқытпаны төгу үшін төгетін тұмсық (2) қарастырылады. Шихта пештің үстінен күмбезді ашып салынуы да мүмкін. Пеш металды төгу үшін еңкейту (11), күмбезді ашу үшін көтеру немесе бұру, электродтарды қозғалту механизмдерімен жабдықталады. Бұл мақсатта гидравликалық немесе электромеханикалық жетектер пайдаланады. Электродтар қозғалту механизмімен жалғасқан арнайы электрод ұстағыштарда (8) бекітіледі (3.8 сурет). 3.8 сурет - Доғалық болат балқыту пеші 1-пеш түбі; 2-төгетін тұмсық; 3-шихта; 4-қаптама; 5-футеровка; 6-күмбез; 7-ток жеткізуші; 8- электрод ұстағыш; 9-электрод; 10-жұмыс терезесі; 11-еңкейту механизмі; 12-ванна. Болат балқытудың дәстүрлі технологиялық үрдісі келесі сатылардан тұрады: 1. Футеровканың ішкі бетінің бұзылған жерлерін толықтыру. 2. Шихтаны –метал сынықтары, қож туғызатындарды салу. 3. Балқыту. Балқытпа бетінде қож пайда болуы, фосфорды аластату. 4. Тотықтандыру периоды. Фосфорды аластатуды аяқтау. Ваннаның СО көпіршіктері қалқып шығуына байланысты қайнауы. 5. Тотықсыздандыру периоды. Метал ваннасынан оттегін ферросилиций қоспаларымен шығару. Күкіртті аластату. 6. Металды төгу. Шихта балқу барысында электродтар оның ішіне төмен түсіп, құдықтар пайда болады. Балқу сатысында технологиялық қысқа тұйықталуы, шихтаның құдыққа құлауы себебінен электр доғалары жиі үзіліп, тұрақсыз жанады. Шихтаны балқыту периодында барлық электр энергиясының (60-80) % -ы жұмсалады. Метал балқығаннан кейінгі сатыларда доға тұрақтанады. Балқыған ваннада темір, кремний, марганец, фосфор тотығып, оксид түрінде ванна бетіне қож болып қалқып шығады. Қожда кремний оксиды темір, марганец шала оксидтерімен қосылып силикаттар құрайды. Бұл үрдістерді үдету үшін ваннаға темір рудасын қосады немесе оттегін үрлейді. Метал көміртегі рудадағы металды тотықсыздандырады да, көпіршік түрінде көміртегі тотығы пайда болып, ванна бетіне қалқып шығу нәтижесінде ванна қайнайды. Көміртегі жеткіліксіз болған жағдайда ваннаға шойын, кокс, электрод сынықтарын тастайды. Жиналған қожды пештен жұмыс терезесінен ағызып, қалғанын сыртқа ысырып тастайды. Бұл кезде пеш өшіріліп, электродтар жоғары көтеріледі. Тотықсыздандыру периодында металдан күкіртті аластатады. Ол үшін ваннаға ферросилиций мен ферромарганец қосып, ванна бетіне тағы қож жинайды. Пешке флюс қосылған әктас және ұсақталған кокс, ферросилиций салады. Күкірт әктаспен байланады. Балқыту соңында керекті құрамды метал алу үшін ваннаға арнайы қоспалар қосады. Қазіргі кезде жетілдірілген болат балқыту технологиясы қолдануда: 1. Шихтаны дайындау. 2. Болатты доғалық пеште қысқартылған тотықтандыру периодымен балқыту. 3. Металды ожауға төгу. 4. Металды қажетті құрамды және қалыпты жағдайға дейін пештен тыс қондырғысында жеткізу. 5. Металды дайындамаларды үздіксіз құю қондырғысында құйып тарату. Болатты балқыту кезінде жүретін әр түрлі технологиялық үрдістердің талабы бойынша пештің электрлік режимі өзгеріп отыруы қажет (3.9 сурет). 3.9 сурет - Болат балқыту пешінің қуат және кернеу графигі Балқыту барысында қуат пен кернеу (40-100) % аралығында өзгереді. Сондықтан пеш трансформаторы икемді қуат реттеуді қамтамасыз етуі қажет. Бұл трансформатордың кернеу сатыларын ауыстырып қосу және доға ұзындығын өзгерту арқылы жүзеге асырылады. Доғалық болат балқыту пештері электр жүйесі үшін қуатты және жағымсыз электр тұтынушысы болып табылады. Оның қуат коэффициенті  =0,7-0,8, желіден тұтынатын қуаты балқыту барысында өзгеріп отырады, режимі доғаның үзілуі және технологиялық қысқа тұйықталуына байланысты токтың жиі кенет өзгеруімен сипатталады. Доға басқа тұтынушыларға жағымсыз және электр желісінде қосымша жоғалыстар туғызатын, жоғары жиілікті гармоникалар шығарады. Қуат коэффициентін жоғарылату үшін нәрлендіру подстанциясының шиналарына конденсаторлық топтар қосады. Жоғары жиілікті гармоникалармен фильтрлерді пайдалану арқылы күреседі. Пештер подстанциясын басқа тұтынушылармен 110, 220 кВ кернеумен байланысқан жеке нәрлендіруге бөлу кеңінен қолданылады. 3.2.2 Болат балқыту пешінің электр жабдықтары және электрмен жабдықтау сұлбасы Болат балқыту пешінің электр жабдықтарының және электр жабдықтау сұлбасының бірқатар ерекшеліктері бар. Электрдоғалық пештің ток тізбегіне кіретін негізгі электр жабдықтарына келесілер жатады (3.10 сурет): 1) Электр доғалық пеш, электродтары және ваннамен бірге; 2) Пешті трансформатормен қосатын шина және кабельдер жүйесі, қысқа желі. Қысқа желі деп трансформатордың екінші сыртқа шығарушы өткізгіші мен электродтарды қосатын ток өткізгішті атайды. 3) Пештік трансформатор; 4) Реактор, қысқа тұйықталу тогын шектейді және доғаның балқыту сатысында тұрақты жануына ықпал жасайды; 5) Коммутациялық аппаратура: бас жоғары вольтты ажыратқыш, айырғыш, реакторды тұйықтайтын ажыратқыш; 6) Өлшегіш және қорғағыш аппаратура (кернеу, ток трансформаторлары, аспаптар т.б.). 3.10 сурет - Электр доғалық пештің электр жабдықтары 1,6-ажыратқыштар; 2-жоғары вольтты шина; 3-айырғыш; 4-жоғары вольтты желі; 5-реактор; 7-пештік трансформатор; 8-қысқа желі; 9-электродтар; 10-пеш Электр доғалық пештің 3.10 суретке сәйкес қағидалық электр сұлбасы 3.11 суретте келтірілген. 3.11 сурет - Доғалық электр қондырғысының қағидалық электрлік сұлбасы 1- жоғары вольтты шина; 2-айырғыш; 3-ажыратқыш; 4- реактор; 5-пештік трансформатор; 6-өлшегіш (ток, кернеу) трансформаторлар; 7-қысқа желі; 8-автоматтық қуат реттегіш; 9- бақылау аспаптары Қысқа желі ұзындығының аздығына қарамастан оның активтік, әсіресе индуктивтік кедергісі пештің жалпы кедергісінде елеулі орын алады. Олар пештің энергетикалық көрсеткіштеріне (қуаты, энергетикалық пайдалы әсер коэффициенті, қуат коэффициенті т.б.) едәуір ықпал етеді. Сондықтан қысқа желіні құрағанда оның активтік және индуктивтік кедергілерін азайтуға және фазалар бойынша тегістеуге, фазалардың өзара индукциясын төмендетуге тырысады. Қысқа желі фазаларының өзара индукциясының айырмашылығы болуы қуаттың бір фазадан басқаларға ауысуына әкеліп соғады. Бұдан кернеу симметриялы, ток және активтік кедергі тең болғанымен, фазалардың активтік қуаты әртүрлі болып шығады. Нәтижесінде бір фазаның қуаты жоғары (жабайы фаза), екіншісінікі төмен (өлі фаза) болады. Толық қуат сақталғанмен, қуат ауысуы пештің технико-экономикалық көрсеткіштеріне теріс ықпалын тигізеді. Себебі пеш ваннасы көлемінде бірқалыпты жылу бөлінуі бұзылады. Жабайы фаза маңында футеровка тозуы ұлғаяды, электрод шығыны өседі. Аталған кемшіліктерді жою мақсатында әртүрлі қысқа желінің қосылу сұлбалары пайдаланылады (3.12 сурет): 1) трансформатор шығарыс шиналарындағы үшбұрыш (3.12 а сурет); 2) симметриялық емес үшбұрыш (3.12 б сурет); 3) электродтардағы үшбұрыш (3.12 в сурет). а) б) в) 3.12 сурет - Электр доғалық пешінің қысқа желі қосылу сұлбалары Ең үлкен симметриялы сұлба (1), ең аз симметриялы сұлба (3), ең көп қолданылатын сұлба (2). Ең келешегі бар болып триангуляцияланған үшбұрышты қысқа желі саналады. Бұл қысқа желі қосылысы 1-ші сұлбадан айырмасы электродтар мен трансформатордың шығару шиналарын қосатын токөткізгіштер бір жазықтықта емес тең қабырғалы үшбұрыштың төбелерінде орналасады. Фазалардың өзара индукциясы теңелуіне байланысты симметриялық емес коэффициенті ең төмені болады. Бұл сұлба қуатты пештерде қолданылады. 3.2.3 Доғалық пештің электрлік және жұмыстық сипаттамалары Болат балқыту доғалық пештерінің жоғары технико-экономикалық көрсеткіштерін қамтамасыз ету үшін технологиялық үрдіс барысында электрлік режимдерін реттеп отыру қажет. Негізгі технико-экономикалық көрсеткіштерге меншікті электроэнергия шығыны (кВт сағ/т), өнімділік (т/сағ.), меншікті электродтар шығыны (кг/т), меншікті отқа төзімді материалдар шығыны (кг/т) т.б. жатады. Электр режимдерін реттеуді нәрлендіру кернеуін немесе доға ұзындығын (доға тогын) өзгерту арқылы іске асыруға болады. Негізінен электр режимін реттеу доға ұзындығын, сонымен қатар токты үзіліссіз өзгерту арқылы жүргізіледі. Пайдалы және толық актив қуатының, электрлік шығындардың, электр ПӘК, қуат коэффициентінің токтан тәуелділігі пештің электрлік сипаттамасы деп аталады. Мұндай тәуелділіктерді пештің орнын басу сұлбасын қолданып салады. Электрлік көзқарастан доғалық пешті трансформатордың төменгі жағына қосылған активтік және индуктивтік кедергілер жинағы ретінде қарастыруға болады (3.13 сурет). а) б) 3.13 сурет - Доғалық пештің орын басу сұлбасы: а – толық; б-қарапайым Бұл орын басу сұлбасы үшін дөңгелектік диаграмманы салуға болады (3.14 сурет). Қысқа тұйықталу кезінде  , ал ток  . 3.14 сурет - Доғалық пештің дөңгелектік диаграммасы ОА –индуктивтік кернеу құлауы  ; АВ - активтік кернеу құлауы  ; қысқа тұйықталу кезіндегі кернеу мен ток арасындағы фаза ығысуы; ОВ – желі кернеуі  ; ЕС –  кедергісіндегі кернеу құлауы  ; ОС – х кедергісіндегі кернеу құлауы  ; ДЕ- доғадағы кернеу  ; - ток  және кернеу  арсындағы фазалық ығысуы. жүктеу 1,37 Mb. Достарыңызбен бөлісу:

©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз