Дуговые печи

Дуговые сталеплавильные печи широко распространились в промышленности после Второй Мировой войны. Во время войны технология дуговой плавки металлического скрапа (лома) была, в основном, отработана в условиях поточного производства и показала себя одним из самых выгодных способов выплавки легированных сталей.

Общий принцип работы дуговых печей основан на эффекте электрической дуги, хорошо известном по технологии дуговой сварки. Суть эффекта состоит в том, что между двумя разнополярными электродами при наличии диэлектрической газовой прослойки (воздушного мостика) и при достаточной разности потенциалов возникает пробой диэлектрика, сопровождающийся возникновением между электродами плазменной высокотемпературной дуги. Одной из разновидностей дуговых печей является вакуумная дуговая печь.

Общее устройство и дополнительное оборудование дуговых печей.

В дуговых печах электроды подаются сверху при помощи регулятора мощности дуги. Это механизм, при помощи адаптивного ЧПУ регулирующий зазор между расплавом и электродами. От величины этого зазора зависит как температура, так и стабильность электрической дуги. И если раньше регулятор мощности дуги был электромеханическим и имел высокую инерционность, то современные печи оснащаются электрогидравлическими регуляторами, позволяющими более точно реагировать на малейшие изменения в характере процессов плавки и дугообразования.

В конструкцию печи входят также подвижный свод с механизмами подъема и плавильная ванна. Две этих части образуют так называемое рабочее пространство. Плавильная ванна имеет обычно футерованный под и стенки, которые могут быть либо футерованными, либо водоохлаждаемыми.

Дуговые печи чаще всего потребляют трехфазный ток, однако существуют и печи постоянного тока. В зависимости от этого в качестве дополнительного оборудования используются трансформаторы и выпрямители. Первичное напряжение на печном трансформаторе лежит в пределах от 6 до 35 кВ, вторичное - от 50 до 1200 В. Печные трансформаторы, как правило, имеют переключатели ступеней напряжения, или ПСН. ПСН позволяет регулировать разность потенциалов между электродами и шихтой или расплавом.

При водяном охлаждении свода печи и стенок плавильной ванны в производственной практике часто встает необходимость устанавливать охладители технической воды. Это могут быть теплообменники различных типов, градирни, испарители, рекуператоры и т.д., в зависимости от мощности печи.

Основные характеристики дуговых печей.

Характеристики, определяющие технологические возможности печи, являются определяющими при включении печи в общий технологический процесс. Поэтому основными являются емкость печи по расплаву в тоннах (она указывается в номенклатурном наименовании печи), мощность печного трансформатора (определяет в том числе тепловую мощность самой печи) и потребление охлаждающей воды.

Исходя из этих основных параметров подбирают дуговую печь для конкретного (проектируемого) объема производства и мощностей заводской инженерной сети (электрической, сети водоснабжения, пневмосети и т.д.).

Эксплуатация и применение дуговых печей.

При электродуговом литье достаточно просто обеспечить получение высококачественных сплавов и сталей, что и определило основную область применения дуговых печей. Шихта в виде скрапа (металлолома) может быть расплавлена в дуговой печи вне зависимости от состава, химический состав расплава и его температура могут быть регулируемы в процессе плавки весьма точно.

Однако, при выплавке чугуна дуговые печи применяются весьма ограниченно. Это связано с трудностью перемешивания и тем самым достижения однородности чугуна.

Широко применяется следующий технологический прием: для прецизионного достижения процентного химического состава некоторые легирующие добавки вводятся в расплав уже после выпуска его в разливочный ковш из печи.

Как правило, дуговые печи поставляются в комплекте с печным трансформатором. Минимальная цена на комплект емкостью 1 тонна - порядка 100 000 рублей. Более точно можно установить стоимость, связавшись с поставщиком, так как в общую стоимость могут входить мастер-монтаж, доставка и наладка.