Конструкция, методика расчёта рудовосстановительной печи для производства ферросплавов

Содержание

Задание. 2

Содержание. 3

Введение. 4

1 Феросплавные печи. 5

1.1 Конструкция феросплавных печей. 5

2 Машины и механизмы феросплавных печей. 9

2.1 Механизмы перемещения и перепуска электрода. 9

2.2 Механизм вращения копуса печи. 12

3 Расчет. Рудовосстановительная печь. 13

3.1 Oпределение мощности трансформатора электрических параметров печи. 16

3.2 Определение диаметра электрода геометрических размеров ванны печи……………………………………………………………………………… 20

Заключение. 27

Список использованных источников. 28

Введение

Ферросплавные печи по назначению могут быть восстано­вительными или рафинировочными, а по конструкции — Открытыми, полузакрытыми и герметизированными, кото­рые часто объединяют общим названием — закрытые печи С дожиганием газа под сводом как со стационарными, так и с вращающимися ваннами. В зависимости от формы ванны печи бывают круглыми, прямоугольными, треуголь­ными и овальными. По способу выдачи из печи сплава и шлака печи подразделяются на неподвижные и наклоняю­щиеся. Имеются также печи с выкатными ваннами.

Печи для рафинировочных процессов, предназначенные для выплавки рудоизвесткового расплава, рафинированных феррохрома и ферромарганца, ферровольфрама и др., по конструкции близки к электросталеплавильным дуговым печам, поэтому рассмотрим устройство рудовосстановительных печей для производства ферросплавов.

1 ФЕРРОСПЛАВНЫЕ ПЕЧИ

1.1 КОНСТРУКЦИИ ФЕРРОСПЛАВНЫХ ПЕЧЕЙ

В промышленности используются ферросплавные печи однофазные и трехфазные; ведутся работы по использова­нию печей, работающих на токе пониженной частоты и на постоянном. Однофазные печи в настоящее время имеют ограниченное применение. Трехфазные печи строят или с расположением электродов в одну линию (прямоугольные печи) или в большинстве случаев с расположением элек­тродов по вершинам треугольника (круглые или треуголь­ные печи).

Печи большой мощности изготавливают и с шестью электродами.

Наиболее широко распространены в ферросплавной промышленности круглые трехфазные печи. В круглой пе­чи, электроды которой расположены по треугольнику, теп­ло концентрируется достаточно хорошо для того, чтобы об­разующиеся под каждым электродом плавильные тигли соединялись между собой. Такие печи имеют минимальную теплоотдающую поверхность и обеспечивают лучшее ис­пользование тепла. При хорошей конструкции короткой сети и наличии установок искусственной компенсации реактивной мощности такие печи могут иметь высокий ко­эффициент мощности, превышающий 0,95, даже для печей мощностью 40—100МВ-А.

Прямоугольные трехэлектродные печи имеют сравни­тельно низкий печной установки, для них характерно появление «дикой» и «мертвой» фаз, поэтому в настоящее время такие печи для производства ферросплавов не строят. Прямоугольные шестиэлектродные печи с тремя одно фазными трансформаторами (рис. 1), представляющие собой По-существу три однофазных печи с общей ванной, и значительной степени свободны от этих недостатков и имеют ряд достоинств, в частности при их использовании облегчается загрузка шихты, легче регулируется расстоя­ние между электродами в зависимости от электрического сопротивления применяемой шихты. Такие печи отечествен­ной конструкции мощностью 63 MB-А успешно эксплуатируются при производстве сплавов марганца.

Шихтовые материалы, особенно при производстве крем­нистых сплавов, попадая в зону высоких температур, на­чинают оплавляться и спекаться, что резко ухудшает газопроницаемость шихты. Для восстановления нормально­го положения приходится прокалывать шихту жердями, ме­таллическими прутьями и т. п. Для устранения этих явлений были предложены печи с вращающейся ванной, имею­щие следующие достоинства:

Рисунок 1. Прямоугольная закрытая шестиэлектродная печь:

1 — механизм перепуска электродов; 2 — механизм перемещения элект­родов; 3 — короткая сеть; 4 — кольцо зажима электродов; 5 — элект­род; 6 — загрузочная воронка;  7 — свод;  8 — футеровка ванны печи 9 — кожух печи; 10 — фундамент печи

1. Улучшение хода восстановительного процесса, так как обеспечиваются хорошая газопроницаемость шихты, разрушение настылей на колошнике и перегородок в подсводовом пространстве.

2. Удлинение срока службы футеровки печи.

3. Облегчение разрушения карборунда и шлакового «козла» по всей площади ванны, что обеспечивает удлине­ние кампании печи, особенно при производстве кристалли­ческого кремния и углетермического силикокальция.

В рафинировочных печах вращение ванны в ряде слу­чаев также целесообразно: например, обеспечивается рав­номерное вычерпывание сплава при производстве ферро­вольфрама, а при производстве рафинированного ферро­хрома и силикотермического силикокальция повышается стойкость футеровки и равномерно распределяется шихта по колошнику печи. Отечественный опыт показывает, что вращение ванны печи позволяет повысить ее производительность на 3—6 % и снизить удельный расход электро­энергии на 4—5 % при одновременной значительной эконо­мии сырых материалов.

Рисунок 2. Схема закрытой печи мощностью 33 МВД:

1— короткая сеть; 2 — система водоохлаждения; 3 — футеровка ванн; 4 — кожух; 5 — плита механизма вращения; 6 —механизм вращения ванны; 7 — механизм перепуска электродов; S — система гидропривода; 9 — гид­роподъемник; 10 — контактные щеки; 11 — свод

Для улучшения показателей процесса, защиты воздуш­ного бассейна, утилизации газов, имеющих теплоту сгора­ния — 10,9 МДж/м3, и улучшения условий труда и службы оборудования в производстве ферросплавов широко применяют закрытые печи. Эти печи (рис.2) в основных деталях аналогичны открытым печам, но дополнительно имеет­ся свод. В таких печах ~15 % газа из подсводового прост­ранства проходит через шихту, находящуюся в загрузочных во­ронках, и сгорает над ней. За­грузка шихты осуществляется при помощи загрузочных труб и воронок в кольцевые отверстия между электродами и загрузочными воронками. Для сокращения длины электрода и, полной герме­тизации подсводового простран­ства печи все шире используют герметизированные электропечи, у которых электрододержатель помещен в подсводовое пространство, имеется уплотнение вокруг электродов и загрузочных труботечек, которые подают шихту под свод печи. В последнее время на­чата эксплуатация рудовосстановительных электропечей с парогенераторами и дожиганием газа под сводом печи, который в этом случае выполняет роль па­роперегревателя (рис.3). Газ очищают в рукавных филь­трах, степень очистки составляет 98%.

Рисунок 3. Схема парогенератора печи мощностью 75 МВА для выплавки 75%-ного ферроси­лиция: 1— свод (пароперегреватель); 2 — горизонтальный и верти­кальный газоотводы; 3 — ава­рийная труба; 4 — вертикальный котел; 5 — вентиляторы; 6—ванна

Рис. 94. Схема парогенератора печи мощностью 75 МВА для выплавки 75%-ного ферроси­лиция: / — свод (пароперегреватель); 2 — горизонтальный и верти­кальный газоотводы; 3 — ава­рийная труба; 4 — вертикальный котел; 5 — вентиляторы; 6 •— ванна