Класифікація, принцип дії електросталеплавильних печей та конструкція дугової сталеплавильної печі ДС-0,5

Лабораторна робота №1

Класифікація, принцип дії електросталеплавильних печей та конструкція дугової сталеплавильної печі ДС-0,5

 

Мета роботи

1.1.1 Вивчити класифікацію, метод перетворення електричної енергії в теплову.

1.1.2 Принцип дії електросталеплавильних печей.

1.1.3 Вивчити призначення, конструкцію та електричну схему включення дугової печі ДС-0,5.

У результаті виконання роботи студент повинен:

Знати:

- принципи класифікації, дії та призначення електросталеплавильних печей;

- конструкцію та електрообладнання дугової печі ДС-0,5.

Вміти:

- визначити, виходячи із загальних конструктивних особливостей, тип електропечі за методом перетворення електричної енергії в теплову.

 

Методи класифікації електросталеплавильних печей

Зручніше класифікувати печі за методом нагріву (електричною дугою, методом опору, індукційним методом, електронним променем).

Електроплавильні печі можна класифікувати:

- за родом живлючого струму – печі постійного або змінного струму;

- за частотою змінного струму – понижена частота (5-25 Гц), промислова (50 Гц), підвищена (≤10⁴ Гц), висока (≥10⁴ Гц);

- за типом електроду, який використовується – графітовані, вугільні, самообпалювальні, вуглецеві, металеві, з електродом, що витрачається і не витрачається.

Електропечі класифікуються також за конструкцією та типом футеровки та по ряду інших ознак.

Електричні печі мають умовне позначення, засноване на методі нагріву та таке що враховує інші конструктивні та технологічні признаки.

ДСП-100 – дугова сталеплавильна піч з обертовим склепінням, місткістю 100 т.

ІСТ-0,06 – індукційна сталеплавильна тигельна піч, місткістю 60 кг.

ДСВ-6,3-Г6 – дугова сталеплавильна вакуумна піч з кристалізатором 6,3 дц (630 мм), що має глухе дно, маса злитку 6 т.

РПЗ-63 – рудовідновлювальна, прямокутна закрита піч, потужність трансформатору 63 МВА.

 

Лабораторна робота №2

Виплавка високовуглецевого феромарганцю в лабораторній рудовідновлювальній електропечі РКО-0,16

 

Мета роботи

 

Метою роботи є поглиблення й закріплення теоретичних знань і вироблення практичних умінь підготовки шихти й ведення плавки високовуглецевого феромарганцю в лабораторній електропечі вуглецевотермічним методом.

У результаті виконання роботи студент повинен:

Знати:

- фізико-хімічні основи й технологію виплавки високовуглецевого феромарганцю; показники виробництва й шляхи вдосконалювання процесу; - принцип дії й конструкцію лабораторної рудовідновлювальної електропечі.

Уміти:

- проводити розрахунок шихти й коригувальних додатків; управляти електричним і технологічним режимами плавки визначати показники виплавки 1 баз.т сплаву; самостійно вирішувати індивідуальні завдання по АМН й приймати рішення в ролі майстра.

 

Устаткування, інструменти, матеріали

2.3.1 Рудовідновлювальна, 3-х фазна електропіч РКО -0,16 (рис. 2.1), ваги для зважування; металевий короб для усереднення й зберігання шихти; допоміжний інструмент: совки, металеві прутки й кліщі з ізольованими ручками; виливниця для випуску сплаву й шлаків; короба для зберігання продуктів плавки; термопара занурення з потенціометром; захисний спецодяг: куртки сукняні, вачеги, капелюхи сукняні або каски із захисними окулярами та ін.

2.3.2 Електрична піч опору «Тамана»; графітові тиглі; термопара; потенціометр; технічні ваги з важками; прутки з ізольованим ручками й ін. інструмент.

2.3.3 Шихтові матеріали:

- марганцева сировина (концентрат, агломерат, малофосфористий шлак);

- коксик; флюс (вапно або, доломит); залізна стружка.

 

Порядок і методика виконання роботи

 

- ознайомитися із правилами техніки безпеки;

- вивчити конструкцію й електроустаткування електропечі й привести її технічну характеристику; виконати ескіз електропечі 160 кв∙А;

- виконати короткий розрахунок шихти й скласти колошу шихти;

- ознайомитися з методикою розрахунку основних показників плавки - витрат шихтових матеріалів й електроенергії на 1 баз. тонну сплаву, розподіл елементів;

- привести рішення індивідуальних завдань по самостійній роботі.

2.6 Самостійна робота студентів

 

Індивідуальні завдання на самостійну роботу включають: проведення короткого розрахунку шихти визначення витратних показників матеріалів й електроенергії; розрахунок коефіцієнтів витягу марганці в метал; рішення ВЗ; підготовку відповідей на контрольні питання.

 

Таблиця 2.6 – Технічна характеристика ферросплавной печі 160 кВА

№ п/п	Найменування	Одиниця виміру	Величина
	Потужність трансформатора	кВ∙А
	Напруга	В	38+62,2
	Сила струму	А
	Число фаз	-
	Частота струму	Гц
	Електроди графитіровані	шт
	Діаметр електродів	мм
	Робочий хід електродів	мм
	Розмір ванни печі:
	- діаметр	мм
	- глибина	мм
	Габаритні розміри печі:
	ширина	мм
	довжина	мм
	висота	мм
	Футерування печі:
	вуглецевий шар	мм
	теплоізоляційний	мм
	Витрата води для охолодження	м^3/год.	2,5

 

Виробниче завдання (ВЗ)

 

Стислий розрахунок шихти для виплавки високо вуглецевого феромарганцю марки ФМн-75

2.7.1 Опис виробничого завдання.

Феромарганець виробляється у відповідності з ДСТУ 3547-97. Шихтові матеріали приведені в табл. 2.3. Розподіл елементів, %:

Елементи	у метал	у шлак	чад
Mn	74—80	14-16	6-10
Fe			-
Si	7-13	85—90	2-3
P	74-85	5-8	10-18

2.7.2 Постановка завдання. Визначити склад колоші шихти, кількість сплаву, що утвориться, потрібну кількість коксика, залізної стружки, флюсу.

2.7.3 Розрахунок шихти ведеться на задану кількість вихідної сировини. У розрахунку кількість марганцевої сировини приймаємо рівним 10‚0 кг - (Q_мс -10,0 кг).

2.7.4 Розрахунок кількості сплаву, що утвориться

а) відновиться марганцю й перейде в сплав:

q _[Mn] = Q_мс ·‹%Mn›_мс ·η _Mn ·10^-4 , кг;

б) відновиться марганцю й перейде в виліт:

q^У _Mn = Q_мс ·‹%Mn›_мс ·ψ _Mn ·10^-4 , кг;

в) отримаємо сплаву:

‚ кг,

де Q_мс – кількість марганцевої сировини, кг;

‹%Mn›_мс – вміст марганцю в сировині, %;

η _Mn – розподіл марганцю в сплав, мас. %;

ψ _Mn – розподіл марганцю (втрата) марганцю в виліт, мас. %;

[% Mn ] _СТ – вміст марганцю в феромарганці згідно с ДСТУ 3547-97, мас. %;

q _[Mn], q^У _Mn кількість марганцю який перейшов в сплав, втрачено в виліт, відповідно, кг;

Q _ме кількість феромарганцю що утворився, кг.

 

2.7.5 Розрахунок кількості залізної стружки:

‚ кг,

де [% Fе ], [% Fе ] _стр вміст заліза, відповідно, в феромарганці та стружці, мас. %

2.7.6 Розрахунок потрібної кількості коксику

а) для відновлення марганцю

МnО + С = Мn + СО

q _{C Mn} =[(q _[Mn] + q^У _Mn) ·A_C ]: A_Mn, кг;

б) для відновлення кремнію

SiО₂ + 2С = Si + 2СO

q _{C Si} = (Q _ме · [%Si] ·10^-2 ·2A_C): A_Si, кг;

в) для відновлення фосфора

Р₂О₅ + 5С = 2Р + 5СО

q _{C Р} = (Q _ме [%Р] ·10^-2 5A_C): 2A_Р, кг;

г) на забезпечення вуглецю в сплаві

q _[C] = [%C] ·Q _ме ·10^-2, кг;

д) Загальна кількість вуглецю з урахуванням чаду на колошнику 10 %

Σ q _C = (q _{C Mn} + q _{C Si} + q _{C Р} + q _[C]) 1,1, кг;

е) потрібно сухого коксу

Q _кокс = (Σ q _C ·10^-2):·‹%С› _кокс, кг,

де A_C , A_Mn , A_Si , A_Р атомна маса елементів;

[%Si], [%Р], [%C] вміст елементів в сплаві, мас.%;

‹%С› _кокс, вміст вуглецю в коксі, мас.%;

2.7.7 Розрахунок кількості флюсу

а) вноситься шихтою основних оксидів.

q _СаО = 1,75·В∙Q _МС∙‹%SiO₂›_МС∙φ_SiO2 ·10^-4, кг;

б) необхідно внести флюсу (доломіту, вапняку)

Q _фл = q _CаО ·10² /‹%СаO›фл,

де В - основність шлаку (СаО/SiО₂);

φ - ступінь переходу SiО₂ в шлак, мас. %,

‹%SiO₂›_МС - вміст SiO₂ в марганцевій сировині, мас.%

(%СаО)фл - вміст СаО у флюсі, мас.%.

2.7.8 Склад колоші шихти, кг:

Марганцева сировина Q_мс;

Коксик (сухий) Q _кокс;

Залізна стружка Q_зс ;

Флюс Q _фл;

Лабораторна робота №1

Класифікація, принцип дії електросталеплавильних печей та конструкція дугової сталеплавильної печі ДС-0,5

 

Мета роботи

1.1.1 Вивчити класифікацію, метод перетворення електричної енергії в теплову.

1.1.2 Принцип дії електросталеплавильних печей.

1.1.3 Вивчити призначення, конструкцію та електричну схему включення дугової печі ДС-0,5.

У результаті виконання роботи студент повинен:

Знати:

- принципи класифікації, дії та призначення електросталеплавильних печей;

- конструкцію та електрообладнання дугової печі ДС-0,5.

Вміти:

- визначити, виходячи із загальних конструктивних особливостей, тип електропечі за методом перетворення електричної енергії в теплову.