20

Министерство образования Российской Федерации

Вологодский государственный технический университет

Кафедра электрооборудования

Курсовой проект

Электрооборудование промышленности

Часть 1: Электротехнологические промышленные установки

Расчёт дуговой сталеплавильной печи

Выполнила: Московкина В.Л.

гр. ЭО-33у

Приняла: Мороз Н. К.

Череповец

2011

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 4

ВВЕДЕНИЕ 5

1. ДУГОВЫЕ – СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ 6

1.1. Конструкция ДСП 6

1.2. Технологический процесс выплавки стали в ДСП 8

1.3. Электрическая схема питания ДСП и особенности эксплуатации печного электрооборудования 9

1.4. Полная и упрощенная схемы замещения ДСП 12

2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДСП 14

2.1. Круговая диаграмма ДСП 14

2.2. Рабочие характеристики ДСП 16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 20

Задание на курсовой проект

Выбор электрического режима работы, построение электрических характеристик дуговой сталеплавильной печи (ДСП) и схема питания с описанием особенностей электрооборудования.

1. Описать технологический процесс выплавки стали в ДСП

2. Описать конструкции ДСП

3. Привести электрическую схему питания ДСП и описать особенности эксплуатации печного электрооборудования

4. Привести полную и упрощенную схему замещения ДСП

5. Построить круговую диаграмму ДСП

6. Пользуясь круговой диаграммой построить рабочие характеристики ДСП в зависимости от вторичного тока электрического трансформатора: активной мощности; полезной мощности» выделяемой в дуге; мощности электрических потерь; коэффициента мощности; электрического коэффициента полезного действия; напряжения дуги (внешнюю характеристику источника питания).

Таблица 1

Исходные данные для расчета электрических характеристик ДСП

№ п/п	Активное сопротивле­ние корот­кой сети ·10^-4, Ом	Реактивное сопротивле­ние корот­кой сети ·10^-4, Ом	Активное сопротивле­ние транс­форматора ·10^-4, Ом	Реактивное сопротивле­ние транс­форматора ·10^-4, Ом	Напряжение холостого хода трансформа­тора, В
9	4,1	31,4	12	56	600

Введение

Курсовой проект имеет целью рассчитать электрические и рабочие характеристики дуговой сталеплавильной печки.

В дуговой печи прямого действия тепловая энергия выделяется в электрических дугах, которые горят между концами электродов и расплавляемым материалом. Нагрев материала осуществляется при выделении энергии в опорных пятнах дуги, протекании тока через расплав, а также за счет излучения плазмы дуги, конвекции и теплопроводности.

Электродуговые печи применяются в металлургической, химической, машиностроительной и ряде других отраслей промышленности.

1. Дуговые – сталеплавильные печи

1.1. Конструкция дсп

Дуговые сталеплавильные печи работают на трехфазном токе частотой 50 Гц. Они имеют чашеобразную форму; стенки печи выполнены из огнеупорного кирпича – магнезитового, если применяется основной шлак, и динасового, если шлак кислый (некоторые печи для фасонного литья). Дно ванны печи выполняют набивным из огнеупорного порошка, смешанного с каменноугольной смолой или жидким стеклом, чтобы создать слой, не проницаемый для жидкого металла. Сверху печь перекрывается сферическим огнеупорным сводом с тремя расположенными по вершинам правильного треугольника, отверстиями, через которые в печь входят три графитовых электрода. Электроды зажаты в бронзовых или стальных электрододержателях, рукава которых закреплены на стойках, перемещающихся вверх и вниз в направляющих при помощи электродвигателей или гидравлических механизмов. Ток подводится к электрододержателям от специального трехфазного понижающего трансформатора с помощью медных шин, трубошин и гибких кабелей. Дуги горят между концами электродов и металлом шины, который электрически является нулем трехфазной звезды нагрузки. Перемещением электродов вверх и вниз можно регулировать длину дуги, а с ней ток и мощность каждой фазы печи, устраняя колебания тока, короткие замыкания и обрывы дуги. Кроме того, для регулирования режима печи применяют изменение питающего печь напряжения, для чего обмотка электропечного трансформатора снабжается большим числом отводов. Переключение с одной ступени напряжения на другую на печах небольшой емкости производят при выключенном трансформаторе, а на мощных печах – с помощью специального переключателя ступеней без отключения печи от сети.

Футеровка печи находится в прочном стальном кожухе, в котором прорезаны одно рабочее окно, прикрываемое подъемной дверцей, и отверстие для летки со сливным носком, через которое производят по окончании плавки слив металла в ковш. Рабочее окно служит для наблюдения за состоянием ванны и футеровки, для заправки (исправления) подины и стен, для заброса в печь образующих шлак материалов и легирующих добавок и взятия пробы металла. Кроме того, через рабочее окно, находящееся против сливного носка, осуществляют скачивание шлака в шлаковницу, при этом печь наклоняют в сторону окна.

К нижним конструкциям печи прикреплена шахта с направляющими роликами, в которых перемещаются вертикально стойки печи, несущие электрододержатели с зажатыми в них электродами. Внизу кожух печи покоится на двух секторах, которыми он опирается на горизонтальные площадки или систему роликов. Механизм наклона печи осуществляет качение секторов по площадкам или роликам, тем самым, наклоняя всю печь со стойками и электродами на 40–45° в сторону слива металла в ковш и на 15° в сторону рабочего окна (при скачивании шлака). Привод механизма наклона печи может быть электромеханическим или гидравлическим.

Для загрузки печи свод ее приподнимают и отворачивают вместе с электродами специальными механизмами в сторону, оставляя ванну печи открытой. Шихту загружают в загрузочную бадью, они устанавливается креном над печью, дно бадьи раскрывается, и шихта падает в печь.

Крупные ДСП снабжают устройствами для электромагнитного перемешивания металла в ванне. Для этой цели под дном печи (днище выполняется при этом из магнитной стали) устанавливают статор, создают бегущее магнитное поле. Увлекаемый полем металл перемешивается, что обеспечивает выравнивание состава и температуры ванны. Кроме того, вызванное устройством движение верхнего слоя металла в сторону рабочего окна облегчает скачивание шлака. Для увеличения глубины проникновения магнитного пола в металл и увеличения эффективного движения последнего статор питают током пониженной частоты (0,4–0,6 Гц) от специального электромашинного или полупроводникового преобразователя. Таким образом, ДСП является большим и сложным плавильным агрегатом, снабженным рядом механизмов и быстродействующей системой автоматического регулирования электрического режима.