2.6.3 Конструкция кожуха

Кожух (каркас) печи с огнеупорной футеровкой служит для поддержания футеровки и крепления различных механизмов Кожух печи вместимостью 100 т (рис. 9, 1) изготавливают сварным из листовой стали марки Ст. 3, толщина листа (32–40) мм и усиливают вертикальными и горизонтальными ребрами жесткости. Верхнюю часть кожуха выполняют цилиндрической, нижнюю – в виде усеченного конуса. К верхней цилиндрической части кожуха приварено литое кольцо желобчатого типа, которое одновременно играет роль жесткой конструкции и служит песочным затвором печи. Подобная конструкция кожуха печи позволяет передавать нагрузку от силы тяжести свода не на кирпичные стены, а на металлический кожух.

кожух печи выполняют разъемным по вертикали и горизонтали, для удобства его изготовления, транспортировки и монтажа. Горизонтальный разъем кожуха делают на уровне порога рабочего окна. Составные части кожуха в процессе монтажа соединяют между собой по горизонтальному разъему пальцами с клиньями, что позволяет легко отсоединять и снимать верхнюю часть кожуха во время ремонта футеровки стен. Составные части кожуха по вертикали (две полустенки) соединяют болтами с накладками. Для рабочего окна и сливного отверстия в кожухе печи предусматривают два выреза, которые для усиления кожуха обрамляют сварными или литыми рамами (рис. 28). Нижнюю часть рабочего окна выполняют в виде литого или сварного металлического порога, который футеруют магнезитовым кирпичом и в процессе работы подваривают заправочным магнезитовым порошком.

Рис. 28. водоохлаждаемая арка рабочего окна

Наиболее рациональной формой днища является сфера. Сферическое днище состоит из двух половин, соединенных между собой болтами. На электропечах, оборудованных механизмами электромагнитного перемешивания металла, днище изготавливают из немагнитной стали, так как обычная сталь, являясь магнитным экраном, значительно ослабляет магнитное сцепление между статором перемешивающего устройства и ванной. Коэффициенты теплового расширения немагнитной и обычной стали неодинаковы, поэтому сварка их недопустима. В этом случае днище крепится к кожуху болтами.

К. нижней части кожуха приваривают кольцевой опорный брус, которым кожух опирается на четыре или восемь тумб (рис.26, 9) с опорными и упорными роликами (рис.26, 16, 19). Тумбы устанавливают на раме двухсекторной люльки (рис. 26, 8), опирающейся секторами (рис 27, 3) на металлические фундаментные балки (рис 27, 2).

2.6.4 Электрододержатели и механизмы зажима и перемещения электродов

2.6.4.1 Электрододержатели и механизмы зажима

Электрододержатель служат для зажима и удержания электрода в заданном положении и для подвода к нему тока. Он состоит из рукава и закрепленных на нем головки, зажимного механизма и токоподвода. Наибольшее применение получили электрододержатели с пружинно-пневматическим механизмом зажима электрода. Конструктивное исполнение электрододержателей отличается многообразием, но в зависимости от способа зажима электрода в головке их можно свести к двум разновидностям.

В одной (рис. 29, а) головка выполнена в виде кольца или полукольца и подвижной нажимной колодки. Электрод в рабочем положении зажат в кольце колодкой за счет усилия пружины. Если нужно освободить электрод, то в пневмоцилиндр подают воздух, поршень и рычажный механизм сжимают пружину, перемещают колодку вправо, освобождая электрод. Во второй разновидности (рис. 29, б) головка состоит из неподвижной колодки и хомута, охватывающего электрод. Электрод прижат к токоведущей колодке с помощью хомута за счет усилия пружины, передаваемого рычажной системой 7. При подаче воздуха в пневмоцилиндр хомут смещается влево, освобождая электрод. На новых высокомощных печах вместо пружинно-пневматических устанавливают схожие с ними пружинно-гидравлические механизмы зажима электродов; общий вид такого механизма представлен на (рис. 27, 15).

Ток к головке электрододержателя подводится шинами, закрепленными на изоляторах сверху рукава (рис.27, 16). На печах ДСП-100 используют 6 трубчатых водоохлаждаемых шин внутренним диаметром 60 мм на каждую фазу. Для уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи в стойках и каретках шины располагают симметрично с двух сторон каретки, и поэтому наводимые в каретках и стойках магнитные поля, будучи направлены в противоположные стороны, взаимно ослабляются.

Рис. 29. Схема электрододержателей:

1 – полукольцо; 2 – электрод; 3 – колодка; 4 – шток; 5 – пружина; 6 – пневмоцилиндр; 7 – система рычагов; 8 – хомут; 9 – рукав электрододержателя;

10 – каретка

Рукав, изготовляемый в виде толстостенной трубы или сварной коробчатой балки, соединяет головку с кареткой см. (рис. 31, а, б) или с подвижной телескопической стойкой (рис. 31, в).

За последнее время нашли широкое применение на водоохлаждаемых печах токоведущие электродержатели.

Особенностью этой конструкции является совмещение электрических, механических и теплообменных функций в одном узле – водоохлаждаемом рукаве с развитой токоведущей наружной поверхностью. В них рукав выполнен в виде полой штанги, прямоугольного сечения из алюминия, служащей также токоподводом от гибких кабелей до головки электродержателя. Алюминий используется в связи с его высокой электропроводностью. При этом не требуется токоподводы из медных водоохлаждаемых шин (рис. 27, 16).

Общий вид электрододержателя с токопроводящим рукавом показан на (рис. 30).

Рис. 30. Электрододержатель с токопроводящим рукавом:

1 – гибкий кабель; 2 – токопроводящий рукав; 3 – головка электрододержателя;

4 – хомут; 5 – электрод; 6 – электрическая изоляция

Электрододержатели предназначены для удержания электродов на заданной высоте и для подвода к ним электрического тока. Конструкция электрододержателей должна удовлетворять ряду требований. Для уменьшения электрических потерь в контакте и предотвращения проскальзывания электродов конструкция электрододержателей должна обеспечивать плотный зажим электродов. Электрододержатели должны быть достаточно жесткими, чтобы не прогибаться под действием силы тяжести электродов и не допускать возможность вибрации. При длине дуги равной несколько сантиметров вибрация или перемещение электрода на несколько миллиметров существенно влияют на стабильность горения дуги.

Зажим электрода осуществляется усилием пружины, передаваемым через рычаги и тяги на хомут. Электрод освобождается при подаче в пневмоцилиндр сжатого воздуха, который перемещает поршень и сжимает пружину. Пружинно-пневматическая конструкция зажима обеспечивает постоянство контактного давления независимо от внешних условий – различного теплового расширения материала электрода и головки, давления воздуха в воздухопроводе и др., и позволяет с пульта печи дистанционно управлять зажимом электрода.

На печах с трансформаторами большой мощности применяют и чисто пневматические зажимные устройства, так как для зажимания электродов большого диаметра требуются очень мощные пружины. При падении давления в воздухопроводе пневмоцилиндр такого устройства автоматически подключается к резервному баллону, обеспечивающему нормальную работу устройства в течение суток.

Зажимные устройства на большегрузных печах располагают сверху, как показано на (рис 27) а на средних печах – внутри рукава, представляющего собой консоль коробчатого типа, сваренную из углового и листового железа усиленную ребрами жесткости. К одному концу рукава крепят головку электрододержателя, другим рукав прикрепляют к каретке или подвижной стойке.