Рудовосстановительная печь есть печь непрерывного действия, в ней дуга все время закрыта слоем твердой шихты.
Рудовосстановительная печь типа РКЗ работает с тремя набивными самоспечеными электродами, расположенными по вершинам равностороннего треугольника. Питание от печи осуществляется от трех однофазных трансформаторов.
К основным элементам и механизмов печи следует отнести:
- Кожух печи;
- Свод печи;
- Электрододержатель;
- Механизм перемещения электродов;
- Механизм вращения ванны печи;
- Электрод.
Кожух печи цилиндрический, выполненный из листовой стали СТ 3 толщиной 25 мм. Конструкция кожуха печи сварная. Перед футеровкой ванны кожух печи проверяется на герметичность известными способами.
Днище кожуха установлено на раму с параллельно установленными блоками, которые закреплены на фундаменте печи или на плитке механического вращения ванны.
Свод печи разъемный, состоит из девяти подвесных водоохлаждающих сварных плит и десятой (центральной) плиты, состоит из 3-х изолированных друг от друга охлаждаемых секций, опирается водоохладительных лапами на торце плит.
Все плиты подвешены к крышке зонтики печи тягой из нержавеющей стали Ø50мм с изоляторами. Вокруг электродов является загрузочные воронки.
Плиты изготовлены из листовой стали СТ-3, толщиной 10 мм. водоохладительных полость плит имеет внутренний размер 50 мм. Секции центральной плиты медные, литые, охлаждаются водой по медным трубам в теле секции 80/20.
Плиты армируются металлическими полосами с просечкой по всей длине. Нижняя часть плит и воронки бетонируются огнеупорным составом состоящий из боя шамота фр. 0-25 мм, укрбелита и жидкого стекла, изготавливается согласно инструкции ТЫ 144-Ф-45-97, в соотношении соответственно до 2: 1: 1.
Верхняя часть плит бетонируется составом с тонкомолотого кварцита, укрбелита и жидкого стекла в соотношении 25: 2: 2. Воду добавляют до необходимой плотности бетона.
Электрододержатель служит для подвода тока к электроду, частично выполняет роль механизма его зажима за счет усилия прижатия контактных щек.
Конструкция электрододержателя должна удовлетворять ряду требований: – электрододержатели должны быть достаточно жесткими, чтобы не прогибаться под действием силы тяжести электродов и вибрации.
Электрододержатель состоит из головки зажимного устройства, рукава, каретки или телескопической стойки, токопидводу и механизма перемещения электрода.
Головка электрододержателя состоит из двух частей, выполняющих различные функции: механически – крепкого держателя и токопидвода с малым электрическим сопротивлением.
Зажим электрода в электрододержатели осуществляется с усилием пружин. Регулировки прижимного усилия пружины осуществляется вращением резьбовой втулки. Усилие зажима электрода 16650кг (измеряется при изготовлении в РМЦ). Перед отжимом пружины, электрод и головка электрододержателя тщательно очищается и обдувается сжатым воздухом. Для обеспечения безотказной работы механизма зажима, контактная поверхность щеки должно быть в идеальном состоянии, а электрод (кожух электрода) должен быть изготовлен в соответствии с размерами и иметь чистую поверхность. Отжима пружины при перепуска осуществляется с помощью системы рычагов и пневмоцилиндра под действием сжатого воздуха. Управление цилиндрами осуществляется с помощью вентилей напорного коллектора, установленного на колонне в печи на плавильном площадке.
Механизм перемещения электродов ферросплавных печей является исполнительным механизмом системы автоматического регулирования электрической мощности, вводимой в печь. Они должны отвечать следующим требованиям:
- Быть надежными в работе, удобными при ремонте и в обслуживании;
- Обеспечивать работу электродов без ошибок при опоре в шихту при ручном управлении;
- Выключать самопроизвольное опускание электродов под действием собственной силы тяжести.
Более быстрый подъем электродов необходим для быстрой ликвидации толчков тока в период расплавления, что облегчает работу электрической аппаратуры, а также снижает непроизводительные потери электрической мощности, вводимой в электропечь.
Вращение ванны позволяет удалять «наступила» карбида кремния и застывшей шихты со стен ванной, а также в значительной степени устранить возможность и снизить вредные последствия недостатка или избытка восстановителя.
Вращение ванны должно быть реверсивным в пределах сектора 60-120, так как круговое вращение при выплавке кремнистых сплавов затрудняет уборку от печи готовой продукции и шлаков, ухудшает работу электродов. Принятую по расчету скорость вращения ванны в процессе эксплуатации приходится корректировать, поэтому механизмы вращения должны выполняться с устройствами, позволяющими в достаточно широких пределах изменять скорость вращения.
Важным узлом механизма вращения ванны являются опорно-поворотная часть, в которой ванна с поддоном опирается на фундамент через подвижные опорные элементы.
Во всех ферросплавных печах, предназначенных для выплавки ферросплавов непрерывным углеродотермическим процессом, применяются самоспеченые электроды. Самоспеченый электрод состоит из стального кожуха и электродной массы. При нагревании электрода теплом отходящих газов, нагретой шихтой, расплавленными металлом, шлаком и электричеством, за счет сопротивления кожуха и массы при прохождении тока, по мере повышения температуры в электроде происходят последовательные трансформации электродной массы в обожженный электрод. Электродная масса загружается в электродный стальной кожух в виде брикетов трапециевидной формы размером основания 150х150мм и высотой до 100 мм.
При температуре 65-80оС происходит расплавление массы и она полностью заполняет внутреннюю полость кожуха электрода. Затем при дальнейшем повышении температуры происходит затвердевание массы с выделением остаточной влаги, ее спекания в районе сверху середины контактных щек и затем происходит обжиг нижнего конца электрода.
Футеровка печи
На днище кожуха печи заключается изоляция с асбестовых листов толщиной 15мм. Затем засыпается слой шамотной крупы толщиной 100-110мм. На слой крупы излагается 13 рядов шамотного кирпича марки Шуд-37-1 толщиной 1000мм. После укладки последнего ряда кирпича поверхность тщательно очищается. В районе летки, кладка шамотной обстановки ведется до уровня первого ряда углеродистых блоков. Футеровка подины печи в этом месте выполняется из угольного блока, заключается по оси летки непосредственно к асбестовой изоляции кожуха. На расстоянии 1200 мм вправо и влево от оси летки по сторонам этого блока выкладывается по вертикали и по горизонтали 2-3 ряда шамотного кирпича марки Шуд-37-1 торцом к асбестовой изоляции кожуха с тщательной к ней подгонкой. Внутренняя поверхность кожуха печи оклеивается листовым асбестом толщиной 5-10мм на жидком стекле. Зазор между футеровкой ванны и кожухом печи исключая район летки, засыпается шамотной крупой. Толщина засыпки между кожухом и футеровкой стен 100 мм. Крупа должна иметь зерна размером 5-15 мм. Перед укладкой первого ряда угольных блоков, на последний ряд шамотной футеровки наносится слой мастики. Высота слоя мастики должна быть около 10 мм. После заключения блока лишняя мастика полностью убирается. Блоки, идущие на футеровку, должны быть тщательно просушены. Перед укладкой каждого горизонтального ряда угольных блоков, проводится их составления «в сухую» для подготовки крайних рядов блоков по конфигурации шамотной футеровки ванны. При укладке блоков толщина горизонтальных швов должна быть минимальной. После окончания установки угольной части подины, продолжается кладки обстановки стен из шамотного кирпича марки Шуд-37-1 на высоте не более 50 мм уровня обстановочной угольных блоков. Кирпич укладывается в один ряд на плашку, толщина кладки 230мм.
