Ферроқорытпалар

 
 
 
 
 
 
 
 
 

      4 Электрдоғалы болат балқытатын пештің есебі 
 

      Электрдоғалы  пеште негізгі (магнезит, хромомагнезит, магнезитохромит және басқалар) немесе қышқыл (динас, кварцит) футеровкасы бола алады.

      Металлургиялық  электрболат әдетте негізгі футеровкасы  бар ДББП-да балқытылады. Бұл пештер электрболатқорыту цехтарында жұмыс  істейді.

      ДББП-ның  артықшылығы:

1. жоғары температура беруге және пешке үлкен салыстырмалы қуат

енгізуге  мүмкіндігі бар, яғни жоғары өнімділігін  қамтамасыз етеді;

1. пеште балқытудың тотықсыздандыру периодында тотықсыздандырғыш атмосферасы бар;
2. пеште  десульфурация және металлдың тотықсыздануына толығырақ болуына рұқсат беретін тотықсыздандырғыш атмосферасымен үйлестірілетін сұйыққозғалысты қождың болуы;
3. конвеция есебімен тереңдік бойынша астауды жылыту үшін қолайлы жағдай жасайтын электрлік доғамен металлдың электрдинамикалық қозғалысы;
4. легірлейтін элементтердің оксидтерін тотықсыздандыру үшін қолайлы жағдай және олардың күйігі аз болуы;
5. пешке жіберілетін қуатты жеңіл және жатық реттеге мүмкіндігі бар.

      Пештің  жұмыс кеңістігінің және футеровкасының өлшемдерін анықату. Астаундың және балқыту кеңістігінің ішкі өлшемдері пештің номиналды сыйымдылығынан есептеледі.

      Пештің  астауында сұйық металл және қож  орналасады. Астаудың көлемінде үлкен  емес қоры болу керек.

      ДББП-нің  негізгі геометриялық параметрлері: сұйық металлдың айнасы бойынша  астаудың диаметрі, металлдың астауының  тереңдігі, пеш қаптмасының ішкі диаметрі, балқыту кеңістігінің биіктігі.

      Вананың өлшемдерінің белгіленуі:

     D_м – сұйық металлдың айнасының диаметрі;

     D_ш – қождың айнасының деңгейіндегі диаметр;

     D_п – үйілім терезенің табалдырығынның деңгейіндегі диаметр;

     D_от – құлама деңгейіндегі астаудың диаметрі;

     Н_м – құлама деңгейіндегі астаудың тереңдігі;

      Н_в – астаудың тереңдігінің жиынтығы, яғни сұйық металлдың тереңдігінің (Н_м), қождың жуандылығының (Н_ш), қождың айнасынан жұмыс терезесінің табалдырығының деңгейіне дейінгі қашықтың (Н_п) және табалдырықтың деңгейінен құламаның үстіңгі деңгейіне дейінгі қышқтығының (Н_от) қосындысы.

      Металлдың айнасының диаметрін келесі формуламен анықтайды: 

                                                                                              ₍₁₎ 

     мұндағы V_м –   сұйық металлдың көлемі, м³;

                     С – металлдың айнасының диаметрінің  сұйық металлдың астауының тереңдігіне қатынасына тәуелді коэффициент,

а = 5.

     Сфералық  сегменттің биіктігі сұйық металлдың  тереңдігінің (Н_с = 0,2Н_м) 20%-на тең деп қабылданады. Бұл жағдайда крэффициент С келесі формуламен анықталады 

                                                 С = 0,875 + 0,042а                                               (2) 

     мұндағы а – D/Н_м қатынасына тең коэффициент_. 

     Сұйық металлдың көлемі (V_M ) сұйық металлдың салыстырмалы көлемінен және пештің берілген сыйымдылығынан (G) анықталады: 

                                                    V_м = υ_мG                                                            (3) 

     мұндағы G – пештің берілген сыйымдылығы, т;

                  υ_M – болаттың салыстырмалы көлемі, м³/т

                  r_м – болаттың тығыздығы, т/м³.

      Сұйық металлмен және қожбен толы болып  тұрған астаудың көлемін есептеген кезде тығыздықтың келесі мәндері қабылданады: болат үшін 7,0 – 7,2 т/м³ (кері өлшемі – салыстырмалы көлем 0,139 – 0,143 м³/т). Онда сұйық металлдың көлемі анықталады: 

     V_M = 0,145·60=8,7 м³ 

     С = 0,875 + 0,042·5=1,085  

     

 

     Ірі пештерде металлдың көлемінен қож  көлемі 15-20% құрайды. Сондықтан қождың көлемі (V_Ш, м³) келесі формуламен анықталады: 

                                                         V_Ш = 0,18V _М                                                (4) 

     V_Ш = 0,18·8,7=1,56 м³ 

     Қож қабатының биіктігі (Н_Ш , м³) келесі формуламен анықталады: 

                                                   

                                             (5) 

     

 

     Қождың  айнасының диаметрін келесі формуламен анықталады: 
 

                                                    D_Ш = D_М + 2Н _Ш                                                (6) 

     D_Ш = 4460 +2·100=4660 мм 

     Жұмыс терезенің табалдырығының деңгейі  қождың айнасының деңгейінен 20-40 мм-ден  жоғары қабылданады. Онда үйілім терезенің  табалдырылығының деңгейінің диаметрі: 

                                                       D_П = D_Ш + 2Н _П                                               (7) 

мұндағы Н_П – қождың айнасынан жұмыс терезенің табалдырығына дейінгі қашықтық, мм. 

     D_П = 4660 + 2·20=4700 мм  

     Құламаның деңгейін пештердің барлық сыйымдылықтары үшін жұмыс терезенің табалдырығының деңгейінен 30-70 мм-ден жоғары қабылдауға ұсынылады, сонда құлама деңгейіндегі астаудың диаметрі: 

                                                     D_ОТ = D_П + 2Н _ОТ,                                             (8) 

мұндағы Н_ОТ – жұмыс терезенің табалдырығының деңгейінен құлама деңгейіне дейінгі қашықтық, мм. 

     D_ОТ = 4700 + 2·50=4800 мм 

     Астаудың толық тереңдігін анықтау үшін келесі өлшемдерді қосады: 
 

                                             Нв = Нм + Нш + Нп + Нот                                      (9) 

     Нв = 890 + 100 + 20 + 50=1060 мм 

     Астаудың негізгі өлшемдерін анықтағаннан кейін пештердің бос кеңістігінің өлшемдерін анықтауға кіріседі. Олардың негізгі өлшемдері:

1. құлама деңгейіндегі балқыту кеңістігінің диаметрі (D_п.п);
2. балқыту кеңістігінің биіктігі (Н_п.п – құлама деңгейінен күмбездің ішкі жазықтығына дейінгі биіктік);
3. құлама деңгейінен күмбездің табанына дейінгі қабырғаның биіктігі (Н_п.п).

     Пештің  құлама деңгейіндегі астаудың балқыту кеңістігінің диаметрі құлама деңгейіндегі астаудың диаметріне тең деп қабылданады, яғни 

                                                          D_от = D _п.п                                                   (10) 

     D_от = 4800 мм 

     Пештің  балқыту кеңістігінің биіктігі екі  өлшемнен тұрады: 

                                                      Н_п.п = Н_ст + Н _стр,                                            (11) 

мұндағы Н_ст – құлама деңгейінен пештің күмбездің табалдырығына дейін қабырғаның биіктігі, мм;

                  Н_стр – күмбездің дөңестік садағы, мм. 

      Шикіқұрамды үю есебімен отқатөзімдік қаланған қабырғаның қызметін жақсарту үшін, ұзын электродтардың сыну қауіпін төмендету үшін, габариттік өлшемдерін қысқарту үшін, металлдың конструкцияның массасын және пештің құны үшін қабырғаның келесі биіктері ұсынылады: 

                                                      Н_ст= 0,4D_п.п                                                    (12)        

     Н_ст= 0,4·4800=1920 мм 

     Күмбездің дөңестік садағына отқатөзімдік материалдың  жылулық кеңейілу коэффициентінің  есебімен тәжірибеде негізгі отқатөзімді материалдар үшін қабылданады: 

                                                Н_стр= (0,11-0,15)D _св                                            (13) 

     мұндағы  D_св – пештің күмбезінің диаметрі. 

     Алдын ла есептеу үшін D_св күмбездің табанының деңгейіндегі қаптаманың диаметріне D_к.св  тең деп немесе D_св>D_к.св деп қабылдаймыз. 

4 Кесте –  Пештің биіктігі бойынша қабырғаның  қалыңдығы 

 

     Подинаның қалыңдығы тең: 

                                                      

                                                    (14)        

     

 

     Қаптаманың  ішкі диаметрі анықталады:

1. құлама деңгейінде

 

                                            D_к.от = D_от + 2d^’_ст;                                               (15)        

     мұндағы d^’ _ст – құлама деңгейіндегі бүйір қабырғаның қалыңдығы;

d”_ст – күмбездің табанының деңгейіндегі қабырғаның қалыңдығы 

2. күмбез  табанының деңгейінде

 

               D_к.св = D_от + 2[h₁ tga₁ + (h₂ – h₁)tga₂ + (h₃ – h₂)tga₃ + d”_ст],         (16) 

мұндағы α₁, α₂, α₃ – бүйір қабырғаның еңкею бұрышы, сәйкестігінде тең 25-30⁰, 20-25⁰, 0-20⁰;

       h₁, h₂, h₃ – бүйір қабырғаның еңкейген бөлігінің биіктігі h₁=0,1D_от, h₂=0,2D_от и h₃=0,35D_от.                            (17)