Конструкция дуговых печей косвенного действия

Дуговые печи косвенного дейст­вия выполняются качающимися, од­нофазными, с двумя горизонтально расположенными электродами и ци­линдрическим или бочкообразным кожухом. Цель качания — уменьше­ние температуры стен печи омываю­щим их при этом жидким металлом, так как в этих печах почти все теп­ло воспринимается от дуги футеров­кой и лишь от последней передается металлу, имеющему более низ­кую температуру. Печи используют­ся в основном для переплава мед­ных сплавов, идущих на фасонное литье; иногда они применяются для выплавки никеля и некоторых сор­тов чугуна. Основное их преиму­щество — сравнительно небольшой угар металла, так как зона высо­ких температур (дуга) не соприка­сается непосредственно с расплав­ляемым металлом.

Корпус печи представляет собой горизонтально расположенный барабан из листовой стали, футеро­ванный огнеупором и теплоизоляци­онным материалом. При плавлении меди и ее сплавов огнеупорный слой выкладывают из шамота, теплоизо­ляционный — из асбеста и неболь­шого слоя засыпки, а в более круп­ных печах — из теплоизоляционного кирпича. Когда в печи плавят чу­гун, она футеруется динасом.

Огнеупорную часть футеровки следует выкладывать из фасонных камней или блоков на растворе из огнеупорного цемента. При отсутст­вии специальных блоков допустимо применение обычных стандартных кирпичей. Так как температурные условия для футеровки в этих печах намного легче, чем в ДСП, то ее можно выполнять из сравнительно тонких слоев: огнеупорный имеет обычно толщину 120–140 мм, а те­плоизоляционный — 60–80 мм.

Плавильное пространство у пе­чей с цилиндрическим кожухом так­же имеет форму цилиндра. Внутрен­ний диаметр печи выбирают так, чтобы при размещении нужного объема металла электроды были удалены от его уровня настолько, чтобы исключить возможность пе­реброски дуги на металл; расстоя­ние от осевой линии электродов до уровня металла должно быть не менее 100–150 мм (в зависимости от размеров печи). Длина печи не должна превосходить некоторых пределов, иначе тепловая нагрузка уее торцов будет мала, и металл здесь не будет нагреваться. Обыч­но длина печного пространства со­ставляет 1,25–1,6 его диаметра.

На рис. 3.1 дан общий вид дуговой печи косвенного действия с бочкообразной формой плавильного пространства. При та­кой форме все точки футеровки находятся примерно на одинаковом расстоянии от ду­ги и, следовательно, подвергаются одина­ковому действию ее излучения; масса клад­ки уменьшается, так как устранены ее «мертвые» углы.

Рис. 3.1. Дуговая печь косвенного действия с бочкообразной формой плавильного про­странства:   1 — механизм качания; 2 — привод перемещения электрода; 3 — корпус печи; 4 — уплотняющее кольцо; 5 — электрододержатель; 6 — электрод; 7 — ручной механизм перемещения электрода; 8 — футеровка

Для того чтобы иметь возможность фу­теровать печь, одно или оба ее днища крепят на болтах. В средней части кожуха выполнено прямоугольное отверстие, обрам­ленное литой рамой и служащее для за­грузки печи и слива металла. В нижней своей части рама образует носок для слива. Отверстие имеет откидную (на шарнирах) литую дверку, футерованную с внутренней стороны и плотно закрываемую с помощью нажимного замка.

Около торцов печь опоясана ободья­ми — кольцами прямоугольного сечения, которыми она опирается на четыре ролика, установленные на подшипниках на станине, заделанной в фундамент. Одна пара роли­ков — приводная; при работе привода ро­лики, вращаясь, силой трения увлекают за собой печь, которая начинает поворачивать­ся вокруг горизонтальной оси с частотой вращения 1–2 об/мин. Двигатель управля­ется реверсером, переключающим автома­тически направление его вращения и тем самым превращающим вращательное дви­жение печи в качательное. Угол качания можно регулировать, изменяя уставку реверсера; обычно реверсер включают, когда часть металла уже расплавилась, на мини­мальный угол, затем постепенно угол кача­ния увеличивают и доводят до 160–180°— предела, при котором, жидкий металл еще не выливается через дверку. При сливе ме­талла в ковш наклоном печи управляют вручную. Так как механизм реверсера свя­зан непосредственно с корпусом печи, про­скальзывание обода относительно роликов не имеет значения; поэтому оказалось воз­можным ограничиться фрикционным сцеп­лением роликов с ободьями и отказаться от зубчатых пар и реек-ободьев, применяв­шихся в печах прежних конструкций.

По оси печи в ее торцах имеются два отверстия для горизонтально расположен­ных графитированных электродов. В месте их прохода в печь устанавливают на миканитовой изоляции охлаждаемые водой чу­гунные или стальные литые кольца с набивкой из асбеста или шлаковаты. Электро­ды зажаты в бронзовые литые электрододержатели, охлаждаемые водой, подводи­мой шлангами. Ток к электрододержателям подводится гибкими кабелями от шин, вы­ходящих из печной трансформаторной под­станции. Электрододержатели установлены в направляющих, вдоль которых они могут перемещаться, сближаясь или раздвигаясь с помощью винтового механизма. В печах емкостью 100 кг и меньше один электрододержатель обычно закреплен неподвижно, перемещается лишь второй; в более круп­ных печах могут перемещаться оба элект­рода — один вручную, другой с помощью электродвигателя. Перемещение электродов, необходимое для первоначального зажига­ния дуги или прекращения ее горения, осу­ществляется обычно вручную; во время го­рения дуги компенсация обгорания концов, электродов и управление длиной дуги осу­ществляются автоматическим регулятором режима.