Ívacél kemence

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. április 15-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 15 szerkesztést igényelnek .

Az elektromos ívkemence  olyan elektromos olvasztó kemence , amely az elektromos ív hőhatását használja fémek és más anyagok olvasztására.


Az elektromos ívkemence általános leírása

Az ívacél olvasztó kemence megnevezése általában tartalmazza a kapacitását tonnában (például DSP-12). A kemencék kínálata 1 és 400 tonna között változik . A forgácslap hőmérséklete elérheti az 1800 °C -ot . Az íves acélolvasztó kemence (EAF) fő elemei: egy munkatér, amely magában foglalja a fürdőt és a fürdő feletti felső teret, egy elektródák mozgatására szolgáló mechanizmus elektródatartókkal, elektromos berendezések, valamint az elektromos üzemmódok szabályozására szolgáló rendszer. A munkateret téglafalazatú tűzálló bélés és sarokbélés alkotja. A bélés lehet savas, bázikus, semleges. Három részre oszlik: boltozatra, falakra és alá. A fürdő a munkaterület azon része, amely folyékony acélt és salakot tartalmaz. A fürdő feletti felső tér a munkatér része, amely a kezdeti szilárd (csomós) töltés befogadására és a kemence tetejének a fürdőtől és az elektromos ívektől való elmozdítására szolgál. Az elektródatartók az elektródamozgató mechanizmus kialakításának részét képezik, és az elektródák rögzítésére és megtartására szolgálnak. Lehetnek csipesz vagy ék alakúak. Az ívacélolvasztó kemence elektromos berendezései közé tartoznak a kemencék áramellátását biztosító kemencealállomás berendezései, valamint a kemence technológiai mechanizmusait energiával ellátó berendezések: az elektródák mozgatása, a tető nyitása és zárása, a kemence billentése, stb.

Az elektromos üzemmódok szabályozására szolgáló rendszer olyan eszközöket tartalmaz, amelyek fenntartják az áram, feszültség, teljesítmény szükséges értékeit. Ennek a rendszernek az alapja az elektromos ív teljesítményszabályozó. Az elektromos ív teljesítményét egy szoftver-adaptív vezérlő szabályozza, amely hajtás segítségével függőleges síkban mozgatja az elektródákat . Ismeretesek az elektromechanikus hajtású elektromos ívvezérlők, amelyek tehetetlenségük miatt nem nyertek széles körű elterjedést, és mára szinte teljesen felváltják őket az elektrohidraulikus hajtásszabályozók. Az elektróda felfelé vagy lefelé mozgatása megváltoztatja az ív hosszát és az elektromos jellemzők nagyságát: az elektróda felfelé mozgatása növeli az ív hosszát, ami a feszültség növekedéséhez és az áram csökkenéséhez vezet; az elektróda lefelé mozgatásakor az ív hossza csökken, ami az áramerősség növekedéséhez és a feszültség csökkenéséhez vezet. Amikor az elektróda szilárd töltést érint, rövidzárlat lép fel.

A teljesítményszabályozás elve az ív hosszának szabályozása a transzformátor kiválasztott feszültségszintjén. A transzformátor feszültségfokozatainak kapcsolása központosított pontról történik. Gyakorlatos a differenciális teljesítményszabályozók alkalmazása is, amelyek szerkezetében tirisztorokat használnak. Olyan teljesítményszabályozási módszert valósítanak meg, amely a feszültség és az áramerősség állandó arányának fenntartásán alapul, és visszacsatolást használnak az elektróda hajtómotorjának forgási sebességére [1] .

Általános szabály, hogy a forgácslap egyedi tápellátással rendelkezik az úgynevezett "kemencés" transzformátoron keresztül, amely egy nagyfeszültségű tápvezetékhez van csatlakoztatva. A transzformátor teljesítménye elérheti a 300MVA-t. Másodlagos feszültsége 50-300 V (modern kemencékben 1200 V-ig), primer feszültsége 6-35 kV (nagy teljesítményű kemencéknél 110 kV-ig). A szekunder feszültség szabályozása lépcsős kapcsolóval történik, amely olvasztási üzemmódban is működőképes marad.

Az acél olvasztását a kemence munkaterében végzik, amelyet felülről kupola alakú boltozat, alulról és oldalról gömb alakú kandalló és falak határolnak, amelyek burkolata tűzálló anyaggal van bélelve. anyag belülről. A levehető tető készülhet tartógyűrűvel alátámasztott tűzálló téglából, vagy a kemence falaihoz hasonlóan vízhűtéses panelekből is készülhet. Az ívben szimmetrikusan elhelyezkedő három lyukon keresztül vezetőképes grafitelektródák kerülnek a munkatérbe, amelyek speciális mechanizmusok segítségével fel-le mozoghatnak. A kemence általában háromfázisú elektromos árammal működik, egyenáramú kemencék is léteznek. A modern, nagy teljesítményű ívkemencét főként a töltet olvasztására és egy folyékony félkész termék előállítására használják egységként, amelyet további feldolgozás útján állítanak elő a kívánt kémiai összetételre.

Az olvasztás több szakaszból áll: olvadás, oxidációs periódus, redukciós periódus. Mindegyik mód megköveteli a racionális teljesítményelosztás kérdésének megoldását a folyamat szakaszai között, amely az irányelv olvasztási ütemtervét képezi. A szilárd töltés olvadásának kezdeti pillanatában a maximális teljesítményt nem alkalmazzák, hogy megakadályozzák a bélés hőkopását, mivel az elektródák nyitva vannak. A szilárd töltésben elektromos ív kialakulása következtében megindul a kutak behatolása. A lyukakba leereszkedő elektródákat a keverék védi a béléstől, ami lehetővé teszi a maximális teljesítményű üzemmódra való átkapcsolást. A töltés teljes felolvadása után az elektródák újra kinyílnak, és a bélés hőkopásának megakadályozása érdekében a bemeneti teljesítmény ismét csökken. Az olvasztáshoz az optimális direktíva-ütemezések keresése az egyik legfontosabb feladat, mivel célja a technológiai villamos energia költségének csökkentése.

Történelem

A világon először V. V. Petrov mutatta meg 1803-ban az ív alkalmazásának lehetőségét fémek olvasztására. Petrov megmutatta, hogy egy ilyen ív segítségével nemcsak megolvaszthatók a fémek, hanem széntartalmú redukálószerek jelenlétében hevítve is visszaállíthatók az oxidokból. Emellett sikerült elérnie a fémek elektromos ívben történő hegesztését.

1810-ben Humphry Davy kísérleti bemutatót végzett az ívégetésről. 1853-ban Pichon megpróbált elektrotermikus kemencét építeni. 1878-79-ben Wilhelm Siemens szabadalmat kapott egy elektromos ívkemencére. 1899-ben az első közvetlen működésű ívacél kemence, amelyet Héru épített .

Bár a forgácslapot a második világháború alatt acélötvözetek előállítására használták, csak a vége után terjedt el.

Az olvasztási folyamat

Az EAF-ben történő olvasztás a kemence átvizsgálása és a bélés érintett szakaszainak javítása (feltöltés) után a töltet feltöltésével kezdődik . A modern kemencékben a töltet felülről rakodóvödör (kosár) segítségével történik. Annak érdekében, hogy megvédjük a kandallót a nagy töltetdarabokkal való ütésektől, kis törmeléket rakunk a kád aljára. A korai salakképződéshez a fémtöltet 2-3 tömeg%-ában mész kerül a töltetbe. A töltés befejezése után az elektródákat leengedik a kemencébe, bekapcsolják a nagyfeszültségű kapcsolót, és megkezdődik az olvasztási időszak. Ebben a szakaszban az elektródák eltörhetnek (ha rossz a vezetőképesség az elektróda és a töltés között, az elektromos ív eltűnik, és az elektróda a töltés egy nem vezető darabjához támaszkodik). A kimeneti teljesítmény szabályozása az elektródák helyzetének (az elektromos ív hosszának ) vagy az elektródák feszültségének megváltoztatásával történik. Az olvadási időszak után a kemencében fém- és salakréteg képződik . A salakot a salakcsapon (munkaablak) keresztül töltik le, folyamatosan salakképző anyagok hozzáadásával, az olvadás teljes időtartama alatt, hogy az olvadékból eltávolítsák a foszfort. A salakot széntartalmú anyagokkal habosítják az ívek lezárása, a jobb letölthetőség és a fémhulladék csökkentése érdekében.

A kész acél és salak kibocsátása az acélüstbe acél kiömlőnyíláson és csúszdán keresztül történik a munkatér megdöntésével (vagy ha a kemence csúszda helyett alsó kivezetéssel van felszerelve, akkor azon keresztül). A csappantyúval lezárt munkaablak az olvadás folyamatának szabályozására szolgál (a fém hőmérsékletének mérése és a fém kémiai összetételének mintavétele). A munkaablak salakképző és ötvöző anyagok szállítására is használható (kis kemencékben). A modern nagy teherbírású kemencéken a salakképző anyagok olvadáskor történő ellátása a tetőn lévő speciális lyukon keresztül történik szállítószalag adagolásával. A salakhabosításhoz szükséges széntartalmú anyagokat a kemencébe adagolják a tetőn keresztül, vagy befecskendező égők segítségével sűrített levegő sugárral. A csapolás előtt és közben ötvöző- és deoxidálószert adnak az üstbe, illetve salakképző anyagokat is adnak a kemencesalaknak levágásakor.

A forgácslap előnyei

Az elektromos energia (villamos áram) felhasználása, a szinte bármilyen összetételű töltet (fémhulladék) olvasztásának képessége, a fém hőmérsékletének és kémiai összetételének pontos szabályozása késztette az ipart a második világháború idején a forgácslap felhasználására a gyártáshoz. ötvözött acélból, kiváló minőségű öntvény és ennek eredményeként fegyveralkatrészek.és lőszer . Napjainkban az ívacélolvasztó kemencék különböző minőségű acélt és öntöttvasat állítanak elő, és nyersanyagforrások (félkész termékek) is lehetnek az ACP és a CCM számára .

Hátrányok

Magas helyi túlmelegedés az elektródák alatt; az acél kémiai összetételének keverésének és átlagolásának nehézsége; működés közben jelentős mennyiségű égéstermék és zaj keletkezik.

Acélkohászat automatizálása EAF-ben

Az olvasztási folyamat automatizált vezérlésének fő feladatai a következők:

  1. A kemence technológiai folyamatának és működésének központosított irányítása a beállított értékektől való eltérések regisztrálásáról és jelzéséről szóló információk kiadásával.
  2. Folyamatirányítás.
  3. Energiagazdálkodás a sütő teljesítményének maximális kihasználása érdekében.
  4. Műveleti menedzsment támogatása.
  5. Információgyűjtés, -válogatás a szükséges dokumentáció kiállításával.
  6. Berendezések működésének vezérlése riasztás- és hibarögzítéssel [2] .

Az elektromos ívolvasztási folyamatok automatizált szabályozásának kérdéseivel kapcsolatos modern nézetek két probléma megoldásának szükségességén alapulnak: az elektromos ívkemencék, mint elektrotechnológiai komplexumok optimális szerkezetének kialakítása, valamint az ívben előforduló fizikai és kémiai folyamatok optimális szabályozásának szintézise. rendszer "olvadék - bélés - salak - légkör".

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Demin D. A. Vezérlőrendszerek szintézise az öntöttvas elektromos ívolvasztásának technológiai folyamataihoz [Szöveg] / D. A. Demin // Eastern European Journal of Advanced Technologies. - 2012.02.10. (56.) - p. 4-9. Hozzáférési mód: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/3881 Archiválva : 2021. január 28. a Wayback Machine -nél
  2. ↑ Glinkov G.M., Makovsky V.A. APCS a vaskohászatban. - 2. - M . : Kohászat, 1999. - S. 251-263. — 310 s. — ISBN 5-229-01251-X .

Irodalom