КОРОТКАЯ СЕТЬ РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ПЛАВКИ ОКСИДНЫХ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к огнеупорной промышленности, а именно к конструкции короткой сети руднотермической электродуговой печи для плавки различных оксидных огнеупорных материалов и получения плавленых материалов, которые используются для производства огнеупорных изделий.
В огнеупорной промышленности наклоняющиеся руднотермические печи для плавки легкоплавких глинозем содержащих материалов начали применяться сравнительно недавно. Фактически стали использовать сталеплавильные печи средней мощности с незначительной переделкой ванны печи и футеровки. Таким образом, схема включения « треугольник на неподвижных башмаках» и конструкция короткой сети сталеплавильных печей перешла к наклоняющимся руднотермическим печам для плавки оксидных огнеупорных материалов без каких либо существенных изменений (1, с. 88-92), (3, с. 31-34, 77-82).
Поскольку короткая сеть сталеплавильной печи должна обеспечивать ограничение тока короткого замыкания при расплавление металла, она имеет повышенное индуктивное сопротивление, что при плавке оксидных огнеупорных материалов, где отсутствует режим короткого замыкания, приводит к повышенного расходу электроэнергии.
Для плавки тугоплавких магний содержащих материалов на блок первоначально использовали печь ОКБ-616 (1, с. 150-151), (2, с. 106-107), а затем универсальную руднотермическую печь ОКБ-955 Н, (4, с. 31-35), в последствии РК3-1,2 в которой применена схема «треугольник на неподвижных башмаках» и короткая сеть выполнена с вертикальными участками и имеет шинный мост (перемычки) для включения различных схем соединения обмоток низкой стороны печного трансформатора. Такая схема включения и универсальность потребовала увеличения длины короткой сети и как следствии повышение электрических потерь в ней.
Во всех руднотермических печах для плавки оксидных огнеупорных материалов используют конструкцию электрододержателей в виде «Г», по верхней части которых проходят трубопроводы по которым подводится ток к контактным щеки устройства зажима электрода.
Известны несколько схем включения обмоток низкой стороны печного трансформатора,
- треугольник на неподвижных башмаках
- треугольник на подвижных башмаках
- треугольник на электродах.
Для печей разной мощности применяют разные схемы включения, общепринято, что для печей малой мощности до 2 МВА используют более простую, но с повышенным индуктивным сопротивлением схему треугольник на неподвижных башмаках, чем мощнее печь тем стараются использовать схему с меньшим индуктивным сопротивлением, до 5 МВА-треугольник на подвижных башмаках, свыше 5 МВА схему с минимальной индуктивностью - треугольник на электродах.
В условиях рынка и при постоянном повышением цен на электроэнергию остро встает вопрос конкурентной способности наших плавленых огнеупорных материалов. Поэтому снижение энергозатрат является очень актуальным для огнеупорной промышленности.
Простое использование схемы включения «треугольник на электродах», как это сделано на печах большой мощности, для руднотермических печей малой и средней мощности осложнено из-за конструкции «Г» образных электрододержателей, поэтому такая схема применялась редко.
Во всех схемах включения самое большое индуктивное сопротивление имеют участки гибких гирлянд и трубопроводов, каждая по 30% от общей индуктивности короткой сети (5, с. 143, табл. 3.11), при этом индуктивность перемычек не учитывается из-за большой сложности ее расчета, поэтому снижение индуктивности этих участков позволит значительно снизить индуктивность всей короткой сети.
Задачей полезной модели является снижение индуктивности участков трубопроводов короткой сети при любой схеме включения.
Техническим результатом является повышение производительности процесса плавки и снижение удельные энергозатрат на тонну получаемых плавленых материалов.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата, согласно формуле полезной модели, короткая сеть руднотермической печи, содержащая жесткие участки как вертикальные, так и горизонтальные, перемычки, неподвижные башмаки, гибкие гирлянды, подвижные башмаки и трубопроводы до контактной щеки устройства зажима электрода, отличается тем, что с целью снижения индуктивного сопротивления фаз, она выполнена с минимальной высотой вертикальных участков и минимальной длиной горизонтальных участков, а вместо трубопроводов используется гибкая гирлянда от неподвижных башмаков до контактных щек устройства зажима электрода, выполненная горизонтально с минимальным провисом на одном уровне или разнесенная по высоте для разных фаз. Еще лучший результат получается при использовании короткой сети, которая выполнена без перемычек, а их функцию выполняет гибкая гирлянда выполненная горизонтально с минимальным провисом и разнесенная по высоте для разных фаз.
Сущность полезной модели состоит в том, что гибкая гирлянда в 1 случае исключает участок трубопроводов, а во 2 объединяет участков перемычек с гибкой гирляндой и исключает участок трубопроводов.
Такая конструкция позволяет снизит индуктивное сопротивление всей короткой сети на 15-30%, что повышает производительность печи и снижает удельные энергозатраты.
Полезная модель поясняется примером выполнения короткой сети для плавки на слив, представлена на фигуре №1 А и Б, для плавки на блок - на фигуре №2 А и Б, и примером выполнения короткой сети для плавки на слив - на фигуре №3 А и Б, для плавки на блок - на фигуре №4 А и Б. Печной трансформатор показан условно на фигурах.
Заявляемая короткая сеть содержит: вертикальный участок жестких шин - 1; горизонтальный участок жестких шин - 2; перемычки - 3; неподвижные башмаки, на одном уровне или разнесенные по высоте для разных фаз - 4; гибкая гирлянда исключающая трубопроводы - 5; гибкая гирлянда одновременно выполняющая роль перемычек и исключающая трубопроводы - 6; контактные щеки устройства зажима электродов - 7; электрододержатели - 8.
Короткая сеть руднотермической печи устроена следующим образом.
Если руднотермическая печь предназначена для плавки легкоплавких материалов на основе оксида алюминия методом на слив, фиг. 1 и фиг. 3, то гибкая гирлянда крепиться к неподвижным башмаком и контактным щекам устройства зажима электродов как можно более горизонтально и имеет длину, достаточную для обеспечения минимального провиса для перемещения электродов вверх и/или вниз, так и для наклона ванны печи на требуемый угол для слив расплава в изложницу.
Если руднотермическая печь предназначена для плавки на блок особо тугоплавких материалов на основе оксида магния, фиг. 2 и фиг. 4, то гибкая гирлянда крепиться к неподвижным башмаком и контактным щекам устройства зажима электродов как можно более горизонтально и имеет длину, достаточную для обеспечения минимального провиса для перемещения электродов только вверх и/или вниз.
Во обоих случаях гибкие гирлянды выполнены с изоляционными шайбами и/или пластинами для исключении замыкания между собой.
Как показала практика, предложенная конструкция короткой сети руднотермических печей для плавки оксидных огнеупорных материалов позволяет повысить производительность печи, сократить удельные энергозатраты затраты и решить поставленную задачу.
1. Электрические промышленные печи. Под ред. А.Д. Свенчанского. М. «Энергоиздат» 1981 г. с. 88-92.
2. Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры. Под общ. ред. Л.Е. Никольского. М., «Энергия», 1971 г. с. 106-107.
3. Плавленые огнеупорные оксиды. / Соколов А.Н., Ашимов У.Б., Болотов А.В. и др. - М.: Металлургия. 1988. - 232 с. С. 31-34, 77-82.
4. Журнал «Огнеупоры», 1988, №7, с. 31-35.
5. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей. Справ. изд. / Дантис Я.Б., Кацевич Л.С., Жилов Г.М. и др. - М.Металлургия, 1987 г. с. 143, табл. 3.11.