Дугові печі постійного току

У порівнянні з дуговими печами, що працюють на перемінному струмі, ці печі мають ряд переваг:

- низький рівень шуму,

- дають меншу загазованість навколишнього середовища,

- відсутність поштовхів і перешкод у живильну систему,

- високий коефіцієнт потужності,

- низька питома витрата електродів

Дугова піч постійного струму має один графітовий електрод (катод), розташований по центрі зводу, і один охолоджуваний металевий електрод (анод), встановлюваний у подині печі.

Верхня частина цього електрода стикається з розплавленим металом, а до протилежної частини приєднується струмопідвід.

Сводовий електрод 3 (мал.6.27) може вводитися в піч на водоохолоджувальному держаку 4 через економайзер 5, розташований у центрі зводу. Подовий електрод 1 являє собою систему металевих стрижнів, розташованих у набивній магнезитовій подині. Одним кінцем (верхнім) стрижні контактують з розплавленим металом у печі, а протилежні кінці стрижнів забиті в загальну охолоджувану (водою чи повітрям) плиту, до якого приєднаний струмопідвід. Для нормальної експлуатації подового електрода в печі при випуску залишають небагато рідкого металу, який закриває електрод при наступному завантаженні шихти. Електрична дуга 2 між сводовим електродом і металом у печі має форму спіралі, радіус витків якої збільшується по напрямку від сводового електрода до розплавленого металу. Взаємодія струму дуги з власним магнітним полем приводить до інтенсивного обертання стовпа дуги навколо центральної осі спирали, так що дуга візуально сприймається у виді усіченого конуса.

Дугова піч постійного струму працює практично безшумно, і тільки на початку розплавлювання металу виникає шум, генеріруємий електричною дугою в процесі її виникнення і загасання подібно розряду блискавки при грозі). У печі перемінного струму такий розряд відбувається двічі протягом кожного періоду, коли напруга перемінного струму проходить через нуль, тобто при частоті струму 50 Гц - 100 разів у секунду. У печі постійного струму електрична дуга теоретично горить стійко, оскільки напруга підтримується постійна і періодично не проходить через нуль. Дуга гасне і знову запалюється лише в моменти початку плавки і слива металу.

Дугова піч постійного струму досить герметична. Вузол уведення сводового електрода і дверцята робочого вікна добре ущільнені, що дозволяє цілком ліквідувати підсмоктування повітря в робочий простір печі і неорганізований викид продуктів плавки в атмосферу цеху. Конструкція печі допускає роботу з контрольованою нейтральною атмосферою. Додаткові витрати на підтримку в печі нейтральної атмосфери (аргон) цілком компенсуються за рахунок зниження витрати графітових електродів, а зниження угару заліза і легуючих елементів дає економію, величина якої залежить від виплавлюваних марок стали. Застосування контрольованої атмосфери підвищує вихід придатного металу на 3-4% і на 15-20% скорочує витрати феросплавів.

Футерівка печі постійного струму місткістю 12 т - основна, свод виконаний з магнезитохромітової цегли, стіни і подина - з магнезитової цегли, верхня частина подини - з магнезитового порошку. Стійкість зводу і верхньої частини стін 180-200 плавок, нижньої частини стін і подини печі разом з подовим електродом близько 2500 плавок, тобто від одного капітального ремонту печі до іншого. Піч має наступні експлуатаційні показники:

- маса металозавалки, т до 14,3

- час розплавлювання, год 1,5

- питома витрата електроенергії на розплавлювання, квт год/т 490-520

- питома витрата електродів, кг:

при роботі зі звичайною атмосферою на 1 т рідкій сталі, 1,5

при роботі з захисною атмосферою на 1 т рідкій сталі 0,35

Живлення печі здійснюється від тиристорного випрямувача струму.

Основні елементи печі: каркас, механізм нахилу печі, футерівка, механізми завантаження шихти для печі постійного струму практично аналогічні вузлам печі перемінного струму. Принциповою відмінністю є електрообладнання - випрямувач струму.

Таблиця 3

Основні технічні дані дугових печей постійного току

На мал.117 (Л10) показане розташування дугової печі постійного струму в цеху. Піч пущена в експлуатацію в США в 1986 р. Місткість печі 35 т, потужність 18 МВ А. При плавці стали (температура металу 1700ºС) час плавки від одного завантаження шихти до іншої складає 2 години, тобто продуктивність печі 17,5 т/год. Піч має водоохолоджувальні стіни 11 і водоохолоджувальний свод 10, центральна частина 9 якого виконана з вогнетривкого матеріалу. По центрі зводу розташований графітовий електрод 6, а в подині печі встановлені два електроди 12. Електричний струм до електродів підводиться від трансформатора 3 і випрямувач 4 по водоохолоджувальним кабелях 13. Електрододержак 5 і портал 8, на якому закріплений механізм 7 для підйому зводу, закріплені на стійці 1, яка може переміщатися в шахті 2. Витрата графітованих електродів складає близько 2 кг/т виплавлені сталі. Після кожної плавки в печі залишають 5-10 т рідкої сталі, у яку завантажують металобрухт.