Электрооборудование дуговых сталеплавильных печей / публикации / energoboard.ru

Особенности проведения работ

Электродуговая сварка чугуна и других видов металла должна проводиться правильно. Соблюдение всех принципов и правил позволит получить прочный и качественный сварной шов.

Технология ручной электродуговой сварки включает несколько особенностей:

На начальном этапе производится зачистка и обезжиривание заготовок, может выполняться их разрезание. К ним требуется приставить раскаленный электрод. Торцевая часть электрода делит область поверхности свариваемого элемента на ионы и электроны;
Для того чтобы сварка была быстрее, а результат был качественным, на поверхность сварного материала (электрода) следует нанести специальные элементы. В качестве него рекомендуется использовать кальций, калий, натрий. Они ускоряют разделение металла на частицы;
Сварочный процесс может осуществляться с использование открытой или закрытой дуги. В открытом состоянии в металлическую основу будет проникать много азота, это окажет пагубное влияние на структуру сварного шва. Для снижения этого негативного воздействия на электроды требуется нанести слой металла. В условиях промышленности наиболее оптимальным вариантом будет использование закрытого метода, при его проведении зона сварки будет защищена от воздействия кислорода;
Далее необходимо установить электрод в оборудование для электродуговой сварки — инвертер. При помощи конца прута требуется провести два раза по торцам свариваемых металлических компонентов — это произведет разжигание дуги. После того как будет включен сварочный аппарат необходимо установить ток на требуемом уровне;
Во время сварочного процесса электрод опирается на поверхность свариваемых деталей и медленно водится по области зазора. В сварочную ванну поступает жидкий металл, который во время застывания образует прочный и ровный сварной шов. Использование специальной технологической карты позволит точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги;
Сваривание вертикальных швов производится при помощи дуги. Уровень угла соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым. Допускается небольшое отклонение на 10 градусов;
Чтобы предотвратить наплавление жидкого металла в одной области может применяться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дуги.

Важно! Сварщик во время электродуговой сварки обязательно должен соблюдать все правила и этапы. Каждый метод сваривания подбирается в зависимости от используемого металла и условий проведения сварки (в промышленных или бытовых условиях)

Принцип действия

В подовой печи высокий КПД при минимальном расходе топлива Работа подовой печи отличается от классической. Основное свойство таких изделий – высокий КПД при минимальных тратах топлива. Прогорание распределяется равномерно. Благодаря поступающему через дверцу топки воздуху происходит достаточное окисление дров, повышающие качество их сгорания и уровень выделения тепла.

Закладка дров осуществляется на нижнем уровне в загрузочной камере. Затем в рабочей зоне происходит процесс горения. С верхнего уровня отводятся газы и происходит теплообмен.

Для поддержания высоких температур (около 400°С) корпус печи делают из нержавеющей шлифованной стали. Выкладку изготавливают из шамотного кирпича или другого огнестойкого материала.

Конструктивные особенности промышленных печей

Основным элементом печи является функционирующая барокамера, изолированная от окружающей среды. Внешне она похожа на огромную духовку. В эту камеру помещают перерабатываемое сырьё или изделия, а затем включают устройство, используя определённые технологические параметры.

Дополнительными не менее важными элементами электропечей, являются:

Строительно-инженерные конструкции (кожух, каркас, фундамент).
Теплоотборник, безопасно охлаждающий переработанные изделия.
Система автоматизированного управления тех. процессами.
Подводящие электроэнергию и топливо приспособления.
Камеры утилизации продуктов сгорания и излишек тепловой энергии.
Транспортирующая система.
Устройства, загружающие сырьё и удаляющие продукты сгорания.

Производители печей продолжают совершенствовать устройства до сих пор, чтобы увеличить их производительность, износоустойчивость и снизить затраты на тех. обслуживание, себестоимость конструкции и её ремонт.

В чем отличия от других плит?

Индукционные плиты выгодно отличаются от иных типов печек (газовых и электрических).

Стоит выделить ряд моментов:

КПД печей индукционного типа достигает 90%. Для сравнения в газовых плитах этот показатель всего 30-60%, а в электрических — не более 70%;
Высокая скорость нагрева (устройства с ТЭНами или газовыми конфорками этой особенностью похвастаться не могут);
Эффективность. После снятия посуды рабочую зону не нужно отключать вручную — это происходит автоматически. В электрических или газовых плитках горелка продолжает работать, что приводит к перерасходу газа и электричества

В летний период это особенно важно, ведь имеет место дополнительный нагрев воздуха, что усложняет процесс кондиционирования (охлаждения) помещения;
Точная регулировка температуры. На печках с ТЭНами или работающих на газе регулирование температуры происходит «на глаз»

В случае с индукционными плитами можно поддерживать один и тот же параметр в течение всего времени приготовления пищи;

Безопасность. Если человек случайно перепутает посуду и поставит изделие с не магнитным дном, конфорка не сработает. Для активации конфорки посуда должна максимально покрывать ее площадь, от 50% и более;
Множество дополнительных функций, чем не могут похвастаться классические газовые или электрические плиты.

Конструкция печи

Подовая печь не имеет зольника. На фото — отопительная модель Нагреватель состоит из нескольких элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Конвекционная камера. В верхней части располагаются клапаны и жалюзи.
Корпус. В качестве материала выбирается сталь или шамот.
Задвижка прямого хода. Применяется для направления дыма в трубу.
Основная топка.
Боковые топки.
Огнеупорная часть. Для этого используется шамотный кирпич.
Под.
Усиленная стена.
Шамотный кирпич в камере сгорания №4.
Камера сгорания №4.
Отверстие для дымохода.

Каждая модель оснащена дверцей из стали или чугуна. В центре могут делать жаростойкое окно, чтобы следить за пламенем.

Устройство дуговой печи

Нагревательный элемент в электродуговой печи состоит из трех графитовых электродов с держателями, к которым подключаются кабели, проводящие трехфазный переменный электрический ток. Корпус печки имеет форму цилиндра со сферической нижней частью, куда закладывается плавильный материал. Между металлом внутри плавильни и электродами при подаче напряжения образуется электрическая дуга и происходит нагрев. Внутри стенки печки имеют огнеупорную изоляцию, а снаружи – прочный стальной кожух. В комплекте могут быть водяные охладители. Сверху печь имеет съемный свод с отверстиями для электродов, он препятствует утечке газов и тепла. Расплавленный металл сливается через специальный желоб при наклоне печки. Также, в конструкции предусмотрены окна для наблюдения за процессом плавки, взятия проб, для слива шлака.

Для работы печки необходимо и сопутствующее оборудование: трансформатор (подключенный к высоковольтной линии электропередач), регулятор мощности, подъемные механизмы, кабели разной проводящей силы, а также множество контрольных, измерительных, регулирующих работ, аппаратов. Важнейшим дополняющим элементом электродуговой печи является трансформатор, от его мощности зависит продолжительность плавления металла. Трансформатор регулирует необходимые параметры напряжения электродуги: максимальное для начала плавления и постепенное уменьшение в дальнейшем процессе для сохранения рабочего состояния элементов печи.

Электродуговые печи применяются во многих отраслях промышленности, не только в металлургической, но и в химической, например, для производства фосфора, карбида кальция. Агрегаты меньшей емкости используются в небольших цехах, в лабораторных условиях для пробных плавок и экспериментов, в ювелирной промышленности, медицинской сфере, художественном промысле и во многих других областях деятельности человека.

https://youtube.com/watch?v=2ETXpyLEmQY

Устройство промышленных дуговых печей

Эти печи являются эффективной заменой доменных и мартеновских печей, а также печей для переплавки метала в литейном производстве. Емкость этих установок до 400 тонн при температуре до 3000°С.

В печах переменного тока плавление осуществляется электрической дугой, возникающей между тремя графитовыми электродами. Расплавленный металл собирается на поде печи и стекает по специальному желобу.

Питание электродов осуществляется при помощи понижающего трансформатора для электродуговой печи, подключенного к линии высокого напряжения. Электрическая схема подключения печного трансформатора позволяет менять напряжение на электродах:

в начале плавки оно выше, для обеспечения стабильной дуги при недостатке расплавленного металла;
в середине и конце процесса необходимое напряжение ниже, для предотвращения превышения величины тока.

Для большей стабильности и управляемости процессом плавки при выгорании графита и понижении уровня шихты электроды делаются подвижными, а их привод подключается к системам автоматики.

Информация! При помощи электродуговых печей в химической промышленности производится фосфора, карбид кальция и другая продукция.

Схема питания дуговой печи

Электродуговые печи – это мощные потребители электроэнергии. Для уменьшения потерь в кабелях трансформаторы и системы управления током располагаются рядом с печами. Участок от подстанции до электродов называется “короткая сеть”.

Чаще всего подключение дуговых сталеплавильных печей (ДСП) к линии высокого напряжения производится через свою высоковольтную подстанцию, на которой находятся масляные выключатели и разъединители. Напряжение питания составляет 6-110кВ. В больших цехах, где установлены несколько ДСП и другое оборудование, подстанция и система выключателей общая для всех выключателей.

Мощность

Мощность печных трансформаторов достигает 300МВА при выходном напряжении от 50В в печах небольшой мощности до 1200В в самых больших и производительных аппаратах. Выходное напряжение регулируется в процессе работы переключением выводов первичной обмотки.

Мощность плавки регулируется также перемещением электродов – при изменении длины дуги меняется ее сопротивление и ток. Эта регулировка осуществляется программно-адаптивным регулятором, подключенным к приводу графитовых стержней. Привод есть двух видов:

Электромеханический – перемещение производится электродвигателями. Малораспространен из-за задержки при запуске на время разгона электродвигателя и невозможности его мгновенной остановки и реверса.
Гидравлический – более современный и безинерционный. Движение стержней производится гидравлической системой, давление масла в которой поддерживается все время плавки.

Элементы

Электрическая схема электродуговой плавильни состоит из следующих элементов:

подходящие кабеля высокого напряжения;
понижающий трансформатор;
дроссель, уменьшающий ток короткого замыкания;
коммутационная аппаратура, управляющая напряжением и током плавки;
короткая сеть;
графитовые электроды с системой приводов;
измерительные и защитные устройства.

Во время работы для обеспечения стабильности процесса напряжение на электродах и ток необходимо регулировать. Это осуществляется двумя способами – изменением выходного напряжения трансформатора и механическим перемещением электродов и изменением длины дуги.

Особенности

Особенности устройства печных трансформаторов и схема управления должны обеспечивать нормальную работу в следующих ситуациях:

первоначальный поджиг дуги и начало плавки;
повторное зажигание дуги в течении 3 секунд при ее обрывах;
устранение короткого замыкания, возникающего при обвале шихты;
плавное изменение мощности в диапазоне 20-125% от номинальной.

Для уменьшения тока короткого замыкания и бросков мощности последовательно с электродами включается дроссель. Он устанавливается рядом с трансформатором печным понижающим с нужными техническими характеристиками и вместе с ним помещается в бак с маслом для лучшего охлаждения.

Дуговые печи постоянного тока

Плавильные установки переменного тока имеют ряд недостатков:

низкая производительность;
повышенный расход электродов и угар шихты;
большой, до 100 дБ, шум;
выбросы вредных газов.

От этих недостатков свободны установки постоянного тока. Дуговые печи постоянного тока (ДППТ) имеют один центральный графитный катод, установленный на своде, и несколько металлических анодов, установленных на поде. Для уменьшения угара аноды охлаждаются находящимися внутри них каналами с водой.

Бойлерные и инжекторные конвекционные печи

По способу парообразования выделяются два вида печей:

1. Бойлерные печи со встроенным парогенератором.

Бойлерная конвекционная печь

2. Инжекционные печи, в которых пар образуется путем непосредственного впрыска воды на трубчатый электронагревательный элемент печи.

Инжекционная конвекционная печь

Бойлерная система парообразования больше распространена благодаря своей простоте и точности. Она позволяет сразу определить необходимое количество пара без вычислений количества воды, необходимого для возникновения заданного количества пара.

Важным фактором, продлевающим срок службы пароконвекционной печи, является ее защита от накипи. Для предотвращения появления накипи в конвекционной печи используются специальные умягчители, через которые пропускается вода перед производством пара.

Недостаток, которые имеет бойлерная пароконвекционная печь один – высокая цена. Поэтому разработаны и выпускаются инжекторные агрегаты. Они полностью повторяют функционал бойлерных печей, являясь их недорогой альтернативой.

Пар в инжекторных аппаратах образуется непосредственно в рабочей камере при попадании воды на горячую поверхность нагревателя. При использовании комбинированного режима работы конвекционной печи регулировка количества пара в инжекторных печах происходит не хуже, чем в бойлерных. По остальным параметрам инжекторные конвекционные печи ничуть не уступают бойлерным. С учетом того, что цены на данный тип агрегатов ниже, инжекторная конвекционная печь все чаще приобретается для кухонь профессиональных поваров.

Описание моделей конвекционных печей Abat

Устройство дуговых печей

Основное назначение дуговых печей – плавка металлов и сплавов. Существуют дуговые печи прямого и косвенного нагрева. В дуговых печах прямого нагрева дуга горит между электродов и расплавленным металлом. В дуговых печах косвенного нагрева – между двумя электродами. Наибольшее распространение получили дуговые печи прямого нагрева, применяемые для плавки черных и тугоплавких металлов. Дуговые печи косвенного нагрева применяются для плавки цветных металлов и иногда чугунов.

Дуговая печь представляет собой футерованный кожух, закрытый сводом, сквозь отверстие в своде внутрь опущены электроды, которые зажаты в электрододержателях, которые соединены с направляющими. Плавление шихты и обработка металла ведется за счет тепла электрических дуг, горящих между шихтой и электродами.

Для поддержания дуги подается напряжение от 120 до 600 В и ток 10-15 кА. Меньшие значения напряжений и токов относятся к печам емкостью 12 тонн и мощностью 50000 кВА.

Конструкция дуговой печи предусматривает слив металла через сливной насос. Скачивание шлака осуществляется через рабочее окно, вырезанное в кожухе.

Разновидности подовых печей

Кухонная печь для приготовления пищи По назначению печи с подовым нагревом можно разделить на кухонные и отопительные. По топливу – газовые, электрические, дровяные. По материалу выделяют кирпичные и металлические приборы.

Кухонные

Печи для кухни применяются для приготовления пищи – выпекания хлеба или создания кондитерских изделий. Отличается миниатюрностью и простотой. Может устанавливаться в частном доме. Ресторанные модели имеют большие размеры и различные дополнительные функции.

Отопительные

Используются для обогрева помещения. В них нет отдельных зон для кухонных противней и мебели. Отличаются высоким уровнем безопасности, экологичности. В Европе именно подовые печи разрешены для установки внутри жилых помещений.

Газовые

Газовые и электрические подовые печи внешне ничем не отличаются В корпусе располагается горелка и кольцеобразные трубы. Их число может достигать 19 штук. В кухонных моделях есть 2-5 ярусов для установки противней, на каждом этаже температура регулируется. Работать с таким изделием можно круглосуточно.

Электрические

Внешне практически не отличаются от моделей, работающих от газа. Все различия находятся внутри. Вместо газовой горелки в электрическом устройстве находится ТЭН. В кухонных приборах также может быть 2-5 независимых камеры с регулируемой температурой.

Дровяные

Классические дровяные печи используются в течение многих десятилетий. Они добавляют уюта в дом, в процессе горения раздается приятный аромат древесины. Дерево является одним из самых доступных видов топлива, поэтому такие устройства часто ставятся в загородных домах. К недостаткам можно отнести сложность обращения. Необходимо самостоятельно подкладывать дрова и следить за их прогоранием. Состояние топлива также должно отслеживаться. Дерево не должно быть влажным

Уделяется большое внимание и выбору породы

Металлические

Изделия из металла изготавливают из чугуна или стального сплава. К положительным качествам можно отнести простоту монтажа и обслуживания. В процессе эксплуатации корпус сильно накаляется, поэтому прикасаться к нему нельзя. Срок службы составляет около 50 лет. Такие модели плохо переносят перепады температур, из-за чего могут появиться трещины.

Кирпичные

Приборы из кирпича отличаются хорошим накапливанием тепла и длительностью его отдачи. Внешне выглядят стильно и дополняют интерьер. Срок эксплуатации достигает 100 лет. Недостатки – высокая стоимость, сложность самостоятельной установки. Подовая кирпичная печь должна ставиться профессионалом.

Кирпичная для хлеба

Дровяная уличная

Металлическая

Устройство электродуговой печи

Независимо от конструктивных особенностей все дуговые печи устроены практически одинаково. Тепловые сталеплавильные агрегаты состоят из таких основных элементов:

механическое устройство;
электрический отдел;
автоматизированное управление системой;
приспособление для подачи в рабочую часть материалов;
емкость, в которой осуществляется плавка;
система удаления отходов;
газоочистка.

Цилиндрической формы корпус печи включает в себя разъемные части – кожух и днище. Каркас имеет высокую устойчивость к значительным температурным воздействиям.

Конструкция имеет держатели, в которые устанавливаются графитированные электроды. К ним подсоединены подающие электроэнергию кабели. В процессе работы печи между электродами образуется постоянная дуга. Благодаря ей в устройстве возникают температура, которая обеспечивает плавку металлов.

Как выглядит электродуговая печь

К закрытом корпусе печной конструкции встроены приборы, предназначенные для автоматического управления всей системой. Контроль процесса плавки осуществляется с помощью дверок. Для удаления шлаков в каркасе находится несколько полостей. Через них также осуществляется внос различных добавок для корректировки состава металла.

Погрузка шихты в печь может осуществляться через рабочее окно или сверху. Устройства с подачей материала через специальный проем обычно небольшого размера. Загружать металлический лом в такие агрегаты модно ручным способом с помощью широкой лопаты.

Печи с верхней подачей шихты – это более мощные и габаритные устройства. Они имеют достаточно сложную конструкцию. Механизм устройства может быть трех видов:

поворотный свод;
выкатывающийся корпус;
откатываемый свод.

Наиболее распространены дуговые агрегаты с поворотным механизмом.

Печные трансформаторы

Электроаппаратура печей рассчитывается на эксплуатацию в особых условиях. Для их питания устанавливаются печные трансформаторы, устройство и принцип работы которых отличается от обычных силовых трансформаторов.

Подвод электроэнергии

Электропечи – это потребители высокой мощности. В сталеплавильных цехах они соединены в системы из нескольких печных трансформаторов и высоковольтных подстанций. Печные трансформаторы предназначены для работы в условиях постоянных колебаний нагрузки и обладают низким коэффициентом мощности – cos φ. Для его повышения целесообразна установка компенсаторов реактивной энергии.

Важно! Отключение электроэнергии на срок более нескольких минут приводит к остыванию металла и аварийной остановке печи. Поэтому при проектировании необходимо предусмотреть резервный подвод к этим установкам высокого напряжения

Особенности эксплуатации печного трансформатора

Конструкция печных трансформаторов и принцип работы должны учитывать особенности эксплуатации:

большой ток в обмотках низкого напряжения;
необходимость ограничивать ток короткого замыкания;
толчки и вибрация обмоток, возникающая при резких изменениях нагрузки;
необходимость осуществления регулировки выходного напряжения в широком диапазоне под нагрузкой.

Устройство печных трансформаторов

Эти аппараты аналогичны по конструкции и техническим характеристикам силовым установкам той же мощности с некоторыми особенностями:

Возможность регулировки выходного напряжения. Осуществляется переключением выводов первичной обмотки. Их количество может достигать 16 штук. В устройствах большой мощности переключатели находятся в самом трансформаторе и имеют дистанционный привод.
Работа в режиме короткого замыкания. Для уменьшения бросков тока устанавливается дроссель и (или) повышенное рассеивание магнитного потока.
Работа в условиях постоянных бросков тока приводит к повышенному износу обмоток и изоляторов. Поэтому они изготавливаются повышенной прочности.

Типы пароконвекционных печей

Кроме способа парообразования, конвекционные печи классифицируются по типу управления и вместимости.

Конвекционная печь с механическим управлением

Управление пароконвекционной печью может быть механическим и электронным. В первом случае регулировка осуществляется рукоятками, задающими необходимые параметры. Это простые и надежные печи, но в них отсутствует функция автоматической регулировки влажности.

Конвекционная печь с электронным управлением

Автоматическая регулировка может осуществляться одним из трех способов:

Фиксированный уровень влажности. Данный способ применяется лишь в самых дешевых моделях печей.
Регулируемая влажность в камере с шагом 5%. Это более дорогое конструктивное решение, позволяющее достичь хороших результатов.
Автоматический контроль параметров при помощи электронных датчиков.

Апофеозом автоматического контроля в пароконвекционных печах является программируемые агрегаты, позволяющие автоматизировать процесс приготовления блюд и не требующие контроля и вмешательства со стороны повара.

Промышленная конвекционная печь

Вместимость подразумевает максимально возможное количество гастрономических емкостей, входящих в рабочую камеру печи. По этому параметру различают три группы печей: малые (до 6), средние (до 12) и большие (до 20 емкостей).

Пароконвекционные печи сильно облегчают труд повара и имеют множество преимуществ по сравнению с традиционными способами приготовления пищи. Развитие микропроцессоров и робототехники позволяет производителям постоянно совершенствовать аппараты, добиваясь полной автоматизации их работы и расширения функционала.

Выпечка круасанов в конвекционной печи

Особенности процесса плавки в дуговых печах

Плавка металлов или сплавов с использованием шихты из легированных отходов проводят без окисления примесей. При этом шихта, которая используется в процессе, не должна иметь больше примесей фосфора, марганца и кремния, чем выплавляемая в процессе сталь. В процессе плавки большинство примесей окисляются, да и сама шихта может содержать большое количество оксидов. Обязательной процедурой, которую следует проводить после того, как шихта расплавится, является удаление серы. Для этого нужно навести основной шлак. При необходимости, получаемый сплав нужно науглероживать, доводя его тем самым до нужного химического состава.

После науглевоживания получаемого сплава нужно провести диффузионное раскисление. Для этой процедуры на шлак нужно подавать молотый кокс, алюминий и ферросилиций. Именно таким образом происходит выплавка высококачественных легированных сталей из различных отходов машиностроительных предприятий.

Для того чтобы выплавить конструкционную сталь, нельзя применять шихту из легированных отходов. Для этого используют только углеродистую шихту. Состав шихты, которая используется для производства конструкционной стали в электродуговых печах, должен быть следующим:

90% стального лома;
До 10% передельного чушкового чугуна;
Кокс или электродный бой, который понадобится для науглероживания металла;
Известь в количестве 2-3% от общего состава шихты.

После того, как шихта будет загружена, нужно опустить электроды и включить ток. Под воздействием электрической дуги шихта начнёт плавиться. Расплавленный металл начнёт собираться на подине печи. Во время плавления железо, кремний, фосфор, марганец и часть углерода начнёт окисляться. Начнёт образовываться шлак железистый, за счёт которого из сплава будет удаляться фосфор.

После того, как сплав будет нагрет до температуры 1500-1540 градусов Цельсия, в него загружают руду и известь, после чего металл доводят до так называемого периода «кипения». За счёт этого будет производиться дальнейшее окисление углерода. После этого происходит процедура удаления серы и раскисления металла. Железистый шлак удаляется, после чего в расплав подаётся силикомарганец и силикокальций. Они нужны в качестве раскислителей. После этого в расплав добавляется раскислительная смесь. Она состоит из плавикового шпата, извести, молотого кокса и ферросилиция. В процессе раскисления шлак приобретает белый цвет. Данный процесс раскисления под белым шлаком должен продолжаться от 30 до 60 минут.

Преимущества и недостатки

Главное достоинство подового горения — экономия дров: 10 кг сгорают за 12 часов Подовые печи для обогрева жилья и готовки пищи имеют положительные и отрицательные качества. К достоинствам можно отнести:

Возможность установки в печи для кухни нескольких ярусов и регулировка температуры каждого отдела. Это позволяет одновременно готовить много блюд.
Быстрый прогрев большой площади.
Возможность создания подовой печи своими руками. Порядовка, схемы и чертежи представлены в интернете.
Экологичность. Печь не загрязняет дымом атмосферу. Минимальный выброс углекислого газа.
Простота эксплуатации. Сложность может возникнуть только в обращении с топливом из древесины.
Долговечность.
Высокий КПД, достигающий 82%. Печь может гореть в течение длительного времени (около 10 кг дров прогорают за 12 часов).
Безопасность. Домашняя печь отличается хорошей пожаробезопасностью при соблюдении условий пользования.

Недостатки:

В конструкции может использоваться только один источник тепла.
Невозможность топки углем, торфом и другими видами топлива.
Сложность кладки кирпичной модели. Требуется вызов специалиста, на что нужны дополнительные финансовые затраты.

Печные трансформаторные агрегаты

В установках дуговых печей используются специально предназначенные для них трехфазные- масляные трансформаторы. Мощность печного трансформатора является после емкости вторым важнейшим параметром дуговой печи и определяет длительность расплавления металла, что в значительной степени сказывается на производительности печи. Полное время плавки стали в дуговой печи составляет до 1—1,5 ч для печей емкостью до 10 т и до 2,5 ч для печей емкостью до 40 т.

Напряжение на дуговой печи в ходе плавки требуется изменять в довольно широких пределах. На первом этапе плавки, когда происходит расплавление скрапа, в печь должна вводиться максимальная мощность, чтобы ускорить этот процесс. Но при холодной шихте дуга неустойчива. Поэтому для увеличения мощности необходимо повышать напряжение. Продолжительность этапа расплавления составляет 50% и более от общего времени плавки, при этом потребляется 60—80% электроэнергии. На втором и третьем этапах — при окислении и рафинировании жидкого металла (удалении вредных примесей и выжигании лишнего углерода) дуга горит спокойнее, температура в печи выше, длина дуги увеличивается.

Во избежание преждевременного выхода из строя футеровки печи дугу укорачивают, снижая напряжение. Кроме того, для печей, в которых могут выплавляться разные марки металла, соответственно изменяются условия плавки, а значит, и требуемые напряжения.

Для обеспечения возможности регулирования напряжения дуговых печей питающие их трансформаторы выполняют с несколькими ступенями низкого напряжения, обычно с переключением отпаек обмотки высокого напряжения (12 ступеней и более). Трансформаторы мощностью до 10000 кВ-А снабжены переключающим устройством ПБВ. Более мощные трансформаторы имеют переключающее устройство РПН. Для небольших печей применяют две — четыре ступени, а также простейший способ регулирования напряжения — переключение обмотки высокого напряжения (ВН) с треугольника на звезду.

Для обеспечения устойчивого горения дуги переменного тока и ограничения толчков тока при коротких замыканиях между электродом и шихтой 2—3-кратным значением номинального тока электрода общее относительное реактивное сопротивление установки должно составлять 30—40%. Реактивное сопротивление печных трансформаторов равно 6—10%, сопротивление короткой сети для малых печей 5—10%. Поэтому со стороны ВН трансформатора для печей емкостью до 40 т предусматривают предвключенный реактор с сопротивлением около 15—25%, входящий в комплект трансформаторного агрегата. Реактор выполнен как дроссель с ненасыщающимся сердечником.

Все трансформаторы для питания дуговых печей снабжают газовой защитой. Газовая защита, как основная защита печного трансформатора, выполнена двухступенчатой: первая ступень воздействует на сигнал, вторая отключает установку.

Автоматическое регулирование мощности дуговых печей. Для обеспечения нормальной и высокопроизводительной работы дуговые печи оборудуются автоматическими регуляторами мощности (АР), которые осуществляют поддержание постоянства заданной мощности электрической дуги. Работа автоматического регулятора мощности дуговой печи основана на изменении положения электродов относительно загрузки — в дуговых печах прямого нагрева или относительно друг друга в дуговых печах косвенного нагрева, т. е. в обоих случаях используется регулирование длины дуги. Испонительными устройствами чаще всего являются электродвигатели.

Принцип электродуговой сварки

В технологии электродуговой сварки имеется несколько принципов — короткое замыкание и пробой

Именно на последний показатель стоит обратить повышенное внимание

В данном случае за основу берется пробой диэлектрика, который возникает при наполнении межатомного пространства частицами с электрическим зарядом. Ионы создают положительные заряды, а электроны — отрицательные. В некоторых ситуациях пробой возможен для любых диэлектриков. Но вот что касается электродуговой сварки металлов, то во время нее применяется пробой воздушного пространства между электродом и массой.

Во время сварки на электроде создается заряд тока с низким показателем напряжения, но с высокой силой — примерно 80-200 А. Также наблюдается огромная плотность — несколько тысяч А/м2.

В момент касания электрода массы, а именно другого материала с высокими показателями электропроводности при сваривании металлических конструкций, то может возникнуть короткое замыкание, которое создает электрическое поле с высокой мощностью. Именно в нем возникает пробой.