Дуговая печь косвенного действия

1

Содержание

Введение.

1 Общие сведения.

1.1 Дуговые электропечи.

1.2 Дуговые печи.

2 Технология плавки.

3 Методика расчета дуговой печи.

Заключение.

Список использованных источников.

Введение

В литейных цехах машиностроительных заводов широко применяют печное оборудование. В плавильных отделениях используют вагранки, дуговые электрические и высокочастотные печи и т.д. В формовочных и стержневых отделениях устанавливают сушила различных конструкций для сушки форм и стержней, в смесеприготовительных - сушила для сушки песка и глины.

Часть отливок подвергают отжигу или нормализации в термических печах.

Конструкции печей разнообразны. Различны и протекающие в них процессы.

Отметим, что конструкции большинства печного оборудования сравнительно просты, однако процессы, протекающие в них, чрезвычайно сложны.

Действительно, при рассмотрении процесса нагрева металла в печи необходимо учитывать законы теплового излучения, передачу теплоты теплопроводностью и конвекцией, электромагнитную индукцию, движение газов в печном пространстве, взаимодействие печных газов с металлом и т.д.

При огромном разнообразии промышленных печей общими для всех них являются процессы превращения какого-либо вида энергии в тепловую и передачи теплоты нагреваемому материалу. Процессу теплообмена должны быть подчинёны: горение топлива - превращение химической энергии в тепловую (в электрических печах), движение газов в рабочем пространстве печей и т.д.

1 Общие сведения.

1.1 Дуговые электропечи.

Для плавки медных сплавов (исключая латуни) находят применение электродуговые барабанные печи типа ДМК. Печь (рисунок 1) состоит из цилиндрического кожуха 2, внутри которого выполнена футеровка 1; обычно из шамотового кирпича. Дуга образуется между двумя горизонтальными электродами. Ее регулирование производят вручную или автоматически путем сближения графитовых электродов по мере их сгорания. Шихта, загруженная на подину через загрузочное окно 8, плавится от тепла электрической дуги и нагретой футеровки. Периодическое неполное вращение печи вокруг, своей оси (покачивание) позволяет избежать местного перегрева расплавленного металла от дуги и ускоряет его нагрев за счет тепла, стенок печи.

1- футеровка; 2- кожух; 3- Зубчатые ободы; 4 - шланги для подачи воды; 5 - графитовые электроды; 6- шестерни; 7 -водоохлаждаемые уплотнители; 8- загрузочное окно; 9 - сливной носок; 10- электродвигатель; 11-приводной механизм.

Рисунок 1 - Дуговая электропечь типа ДМК

Печи ДМК экономичны, имеют относительно небольшой угар элементов (кроме цинка) и позволяют получать расплав хорошего качества. К недостаткам печей следует отнести шум (треск) дуги при работе, трудности загрузки шихты (загрузку печи трудно механизировать) и очистки футеровки от настылей и шлака.

Рисунок 2 - Дуговая электрическая печь (ДМК)

1.2 Дуговые печи.

Дуговые печи также бывают прямого и косвенного действия.

В печах прямого действия дуговой разряд протекает между электродами и нагреваемым телом, непосредственно отдавая тепло последнему. Применяются дуговые трехфазные и реже двухфазные печи поворотного типа.

В печах косвенного действия дуговой разряд протекает между электродами, не касаясь нагреваемого тела, которому тепло передается излучением. Предназначены -- для плавки тяжелых цветных металлов и сплавов.

Для плавки легких сплавов дуговые печи непригодны.

Электрические поворотные дуговые однофазные п е ч и ДМО емкостью от 0,5 т и ДМК до 2,0 т получили распространение для плавки оловянных бронз. Преимущество печей--возможность достижения высокой температуры, позволяющей форсированно вести процесс плавки с минимальным угаром.

Для плавки крупногабаритного лома эти печи неприемлемы.

Таблица 1 -Техническая характеристика электродуговых печей ДМК

Таблица 2- Технико - экономические показатели печей ДМК

2. Технология плавки.

Плавку бронзы обычно производят в дуговых печах с независимой дугой или в пламенных печах,а латуней в индукционных тигельных и канальных печах. В качестве шихты используют первичные материалы, возврат, лом и сплавы в чушках. Для доводки сплава по химическому составу применяют лишь чистые первичные металлы либо лигатуры (таблица 3).

Таблица 3- Составы лигатур, применяемых при плавке медных сплавов

Во всех случаях необходимо производить расчет шихты по методике, аналогичной той, что изложена для алюминиевых сплавов, т. е. по формулам (1) и (2):

(1)

(2)

При расчете шихты учитывают угар элементов, который зависит от применяемых материалов, а также от типа печи (таблица 4).

При плавке медных сплавов в качестве покровных материалов применяют древесный уголь и покровные флюсы (таблица 5).

Таблица 4 - Угар элементов при плавке медных сплавов, %

Таблица 5 - Покровные и рафинирующие флюсы для медных сплавов

3. Методика расчета дуговой печи (для плавки черных металлов).

Определяем мощность трансформатора, кВА,

где Wтеор -- удельный расход электроэнергии на расплавление, кВт-ч/т; П -- производительность печи, т/ч; -- КПД печи, равный 0,5--0,7; соs -- коэффициент мощности печной установки, равный 0,8--0,9.

Вторичное напряжение выбирают с учетом мощности трансформатора, габаритных размеров печи, ее емкости и т. д. Для печей небольшой емкости вторичное напряжение 225--300 В, для печей средней емкости 300--400 В и для печей большой емкости до 600 В.

Сила тока в электроде печи, А,

где U2л -- линейное напряжение, В.

Диаметр электрода, м

где j -- допустимая плотность тока в электроде, А/м2

3. Полная высота ванны (угол наклона 450) до порога рабочего окна, м

где A -- коэффициент для основных печей равный 0,31--0,345, и для кислых печен 0,38; G -- масса стали в печи, т.

4. Диаметр ванны на уровне порога рабочего окна, м

где p --плотность жидкого металла, т /м3.

5. Диаметр плавильного пространства на уровне верхнего края откоса м

где Н для печей емкостью до 20 т и H для печей большей емкости

6. Высота плавильного пространства печи, м

7.Толщина футеровки пода, м

8. Толщина s0 огнеупорного слоя стен 0,23 м для печей 0,5-- 1,5 т; 0,30 м для 3--10 т; 0,35--0,40 м для 150--40 т. Толщина sT теплоизоляционного слоя стен 0,1 м для печей емкостью 0,5-- 1,5 т; 0,10--0,15 м для 3--10 т; 0,15--0,2 м для 15--40 т.

Диаметр кожуха печи, м

Заключение

Дуговые печи типа ДМК экономичны, имеют относительно небольшой угар элементов (кроме цинка) и позволяют получать расплав хорошего качества. К недостаткам печей следует отнести шум (треск) дуги при работе, трудности загрузки шихты (загрузку печи трудно механизировать) и очистки футеровки от настылей и шлака.

Список использованных источников

1. Липницкий А.М. Технология цветного литья. - Л., 1986. - 39-41с.

2. Мариенбах Л.М. Плавка сплавов для цветных металлов для фасонного литья. М., 1978.

3. Буталов В.А. Производство и литье сплавов цветных металлов. - М., 1964.-33-36 с.

4. Воздвиженский В.М. Литейные сплавы и плавка в машиностроении.-м., 1994.-420-424.