Металлургия » Электрометаллургия стали » Проблемы подового электрода

Проблемы подового электрода

 (голосов: 0)
Проблемы подового электродаПроблемы подового электрода
Одной из основных проблем в эксплуатации ДППТ является подвод тока к шихте. Существует ряд конструкций, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Стальной стержневой электрод
Один или несколько стальных стержней монтируются в подину печи и используются в качестве проводников прямого тока. Количество стержней зависит от мощности печи.
Верхняя часть стержня (или стержней) находится в контакте с расплавленным металлом и вследствие этого оплавляется до определенного уровня. Стержни зафутерованы в огнеупорную кладку подины печи и охлаждаются водой с внешнего торца. Внутри печи стержни обмурованы основным огнеупорным кирпичом. Остальная часть днища печи защищена слоем огнеупорной кладки, поверх которой выполнен рабочий слой набивной футеровки из магнезитового порошка. После определенного числа плавок стальные стержни заменяют, так как ремонт их невозможен. Такой тип подовых электродов был испытан фирмой ASEA в начале 70—х годов, когда она приступила к разработке печей постоянного тока.
Мелкостержневой электрод
Указанных проблем можно избежать, если стальной стержень разделить на большое количество более мелких стержней. Это решение также было опробовано фирмой ASEA. Наружные концы стержней были зафиксированы на охлаждаемой воздухом стальной плите, которая соединена с водоохлаждаемыми трубами, ведущими к выпрямителю. Обычно пространство между стержнями и вокруг них заполняют магнезитовой набивкой. Был испытан также магнезитографитовый электропроводящий кирпич с целью повышения теплопроводности подины. Собранный из мелких стержней подовый электрод располагается в центре печи и должен так же, как и обычный стержневой электрод, заменятся после определенного числа плавок, так как ремонт его не возможен. Для сокращения времени замены подового электрода этого типа разработан ряд способов выполнения работ, в частности применяли заранее подготовленные электродные блоки. По последним сведениям на такую замену требуется 4 ч.
Пластинчатый электрод
В этом случае в качестве проводника прямого тока через подину используют тонкие металлические пластины, которые сварены в секции, расположенные по кругу внутри охлаждаемого воздухом днища печи и закреплены на нем болтами.
Для формирования подины зазор между пластинами забивают огнеупорной массой, а верхние торцы пластин находятся в контакте с расплавленным металлом. Когда пластины и огнеупорная набивка вырабатываются до опасного уровня, пластины должны быть заменены, так как ремонт их невозможен.
Проводящие огнеупоры
Все описанные технические решения для получения проводящих подовых электродов предусматривают использование металлических элементов в качестве проводников прямого тока (крупных и мелких стержней, пластин), а для футеровки подины используют обычные электропечные нетокопроводящие огнеупоры.
Подовый электрод фирмы ABB — единственный в своем роде, в котором электропроводный огнеупорный материал используется в качестве проводника прямого тока через подину. В этом случае выдвигаются следующие специфические требования: электрическое сопротивление подины должно быть настолько низким, насколько это возможно (1000 плавок).
Разработкой такой подины начиная с 1986 г. занимались Фирмы ASEA и Radex. Решение было принято в пользу комбинированной футеровки, состоящей из кладки магнезито-углеродистым кирпичом в три слоя, и верхнего слоя из набивной Магнезито-углеродистой массы, который может быть обновлен при холодном или горячем ремонте. Использование кирпича обеспечивало преимущества высокой стойкости против износа и высоки электропроводности по всей массе подины. Аргументы в пользу монолитного слоя на горячей лицевой стороне подины заключались в службе его в качестве защиты кирпичной кладки и возможности проведения ремонта тех участков подины, где проявился преждевременный износ, что в результате; дало экономию средств. Преимущества могут быть также получены за счет поддержания постоянного профиля подины, при возможности обновляя изношенный слой.
Подина электропечи прямого тока соединена с положительным выводом выпрямителя. Это — электрически активная часть печи и поэтому она электрически изолирована от кожуха печи, который заземлен.
Правильное функционирование и высокая стойкость подовой изоляции существенны для работы печи. Днише подины снабжено кольцевым вертикальным фланцем, находящемся также в кольцевом желобе, приваренном к кожуху печи. На равных расстояниях в желобе размещены кирпичи, на которые и опирается фланец. Все остальное пространство заполняется огнеупорной набивной массой. Периферийное расположение фланца и приподнятость его над нижней точкой футеровки подины предохраняет систему от короткого замыкания в случае проникновения через подину расплавленных металлов, таких как свинец.
Общая толщина футеровки несколько большая, чем в обычной печи, вследствие большей теплопроводности графит-содержащих кирпичей. Избыточная теплота отводится от днища благодаря интенсивному воздушному охлаждению с помощью расположенного по оси печи вентилятора с мотором мощностью ~ 15 кВт, воздухопровода и распределительного кожуха, находящегося под днищем печи. Два нижних слоя кирпича, медная пластина и днище печи с фланцами находятся в непрерывной эксплуатации и обычно не заменяются, не требуется и их обслуживание. Верхний слой кирпича обслуживается так же, как и при обычной подине. Горячий ремонт между плавками, если это необходимо, и холодная подбивка во время остановки в конце недели — обычная процедура. В обоих случаях используют магнезитовые составляющие в смеси с углеродом для обеспечения необходимой электрической проводимости. После холодного или горячего ремонта печь может быть сразу же включена.
Обычно предварительный разогрев не требуется. Подготовленный скрап такой, как сечка, загружают непосредственно на подину для получения широкой и надежной контактной поверхности, включают ток и осуществляют нормальное плавление. В случае имевшего место обширного холодного ремонта ток дуги уменьшают течение первых 15 мин плавления.
Когда верхний кирпичный слой изношен до такой степени, что дальнейший ремонт или невозможен, или практически нецелесообразен, его необходимо заменить. Это потребует остановки печи на 1—2 смены.
Срок службы верхнего кирпичного слоя и количество необходимого для ремонта материала в большой степени зависят от условий работы печи. Факторы, способствующие увеличению срока службы футеровки и снижению расхода материалов для ремонта следующие: работа без охлаждения печи, например без остановок в конце недели; работа с оставлением части металла в печи, что способствует выравниванию температуры и получению хорошего электрического контакта; эксцентрический выпуск плавки, при котором благодаря малому углу наклона печи подина предохраняется от контакта со шлаком: низкая температура выпуска плавки.
Преимущества подины конструкции фирмы ABB: большая площадь электрического контакта, так как вся футеровка подины — проводник для прямого тока, следствием чего является низкая удельная нагрузка по току (< 10 кА/м2); может быть использована обычная практика выкладки кирпичной подины и поддержания последней в рабочем состоянии; нет необходимости использовать специальные инструменты и оборудование; стабильное качество, так как используется стандартный кирпич; высокий уровень безопасности — в течение 7 лет промышленного эксперимента с этим типом подины не зарегистрировано ни одного неожиданного аварийного случая.
Опыт использования MgO—С кирпича в электропечах переменного тока и кислородных конвертерах показал, что оптимальное содержание углерода (остаточное содержание углерода после коксования) колеблется в пределах 10—15 %. Для изготовления подин электропечей постоянного тока предпочтителен нижний уровень содержания углерода, благодаря чему обеспечивается более низкая теплопроводность кирпича и более стабильное образование оксидного слоя.
Удельный расход подовых масс и кирпичей на ремонт подины, включая желоб для эркерного выпуска, следующий, кг/т:
Уменьшение расхода проводящих подовых масс является результатом усовершенствования технологии плавки, улучшения качества огнеупоров и ухода за подиной. Более высокий расход массы на ремонт откосов отражает переход от использования высококачественных магнезиальных смесей на углеродистой связке для ремонта этого участка к дешевым набивным материалам.
Стойкость стен печи составляла -1200 плавок на кампанию, однако уже был достигнут и максимальный уровень в 1500 плавок. Удельный расход кирпича был -0,4 кг/т стали (с расходом массы на торкретирование -3,0 кг/т) в течение кампании 1 и 2 и в настоящее время составляет 0,37 кг/т (с расходом массы на торкретирование только 1,1 кг/т).
Подобные результаты были получены на другой печи прямого тока конструкции фирмы ABB, установленной на заводе фирмы Charter Steel в США. Первая подина была обновлена в первый раз в июне 1993 г. после 3000 плавок, что является мировым рекордом на тот период времени, который был превышен на заводе фирмы SSB. Основываясь на имеющемся опыте, можно полагать, что общая стойкость подины может быть повышена и до 4000-5000 плавок.
Печать

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики