1. Конструкція і принцип дії дугової сталеплавильної печі
Дугові сталеплавильні печі працюють на трифазному струмі частотою 50 Гц. Вони мають чашеобразную форму; стінки печі виконані з вогнетривкої цегли - магнезитового, якщо застосовується, основний шлак, і динасового, якщо шлак кислий (деякі печі для фасонного лиття). Дно ванни печі виконують набивним з вогнетривкого порошку, змішаного з кам'яновугільної смолою або рідким склом, щоб створити шар, що не проникний для рідкого металу. Зверху піч перекривається сферичним вогнетривким склепінням з трьома розташованими по вершинах правильного трикутника отворами, через які в піч входять три графітових електрода. Електроди затиснуті в бронзових або сталевих електродотримачами, рукави яких закріплені на стійках, що можуть переміщатися вгору і вниз в направляючих за допомогою електродвигунів або гідравлічних механізмів. Струм підводиться до Електродотримачі від спеціального трифазного понижувального трансформатора за допомогою мідних шин, трубошін і гнучких кабелів. Дуги горять між кінцями електродів і металом ванни, який електрично є нулем трифазної зірки навантаження. Переміщенням електродів вгору і вниз можна регулювати довжину дуги, а з нею струм і потужність кожної фази печі, усуваючи коливання струму, короткі замикання і обриви дуги. Крім того, для регулювання режиму печі застосовують зміна живлячої піч напруги, для чого обмотка електропічний трансформатора забезпечується великою числом відводів. Перемикання з одного ступеня напруги на іншу на печах невеликої ємності роблять при вимкненому трансформаторі, а на потужних печах - за допомогою спеціального перемикача ступенів без відключення печі від мережі.
Футеровка печі знаходиться в міцному сталевому кожусі, в якому прорізані одне робоче вікно, що прикриваються підйомної дверцятами, і отвір для льотки із зливним носком, через яке виробляють після закінчення плавки слив металу в ківш. Робоче вікно служить для спостереження за станом ванни і футеровки, для заправки (виправлення) подини і стін, для закидання в піч утворюють шлак матеріалів і легуючих добавок і взяття проби металу. Крім того, через робоче вікно, що знаходиться проти зливного носка, здійснюють скачування шлаку в шлаковніцу, при цьому піч нахиляють убік вікна.
До нижніх конструкцій печі прикріплена шахта з напрямними роликами, в яких переміщаються вертикально стійки печі, несучі електродотримачі з затиснутими в них електродами. Внизу кожух печі спочиває на двох секторах, якими він спирається на горизонтальні площадки або систему роликів. Механізм нахилу печі здійснює кочення секторів по майданчиках або роликам, тим самим, нахиляючи всю піч зі стійками і електродами на 40-45 ° у бік зливу металу в ківш і на 15 ° у бік робочого вікна (при скачуванні шлаку). Привід механізму нахилу печі може бути електромеханічним або гідравлічним.
Для завантаження печі звід її піднімають і відвертають разом з електродами спеціальними механізмами в сторону, залишаючи ванну печі відкритою. Шихту завантажують у завантажувальну баддю, вона встановлюється краном над піччю, дно бадді розкривається, і шихта падає в піч.
Великі ДСП постачають пристроями для електромагнітного перемішування металу у ванні. Для цієї мети під дном печі (днище виконується при цьому з немагнітного стали) встановлюють статор, що створює біжить магнітне поле. Захоплюється полем метал перемішується, що забезпечує вирівнювання складу і температури ванни. Крім того, викликане пристроєм рух верхнього шару металу в бік робочого вікна полегшує скачування шлаку. Для збільшення глибини проникнення магнітного поля в метал і збільшення ефективності руху останнього статор живлять струмом зниженої частоти від спеціального електромашинного або напівпровідникового перетворювача. Таким чином, ДСП є великим і складним плавильним агрегатом, забезпеченим поруч механізмів і швидкодіючої системою автоматичного регулювання електричного режиму.
Першим періодом плавки є розплавлення шихти. Електроди опускають, вони стосуються шихти і піднімають; між їх кінцями і металом запалюються дуги. Метал під електродами нагрівається, починає плавитися і краплями стікати на дно ванни. У шихті утворюється виїмка, а потім «колодязь», в який у міру його проплавления опускається електрод. Цей процес триває, поки електрод не доходить до калюжі розплавленого металу на подині; потім шихта стінок колодязів починає підплавляється, колодязі розширюються, рівень розплавленого металу у ванні, а з ним і електроди починають підніматися, поки вся шихта не розплавиться. Це дуже неспокійний, нестійкий період плавки, так як оточена холодної шихтою дуга дуже коротка (2-3 см) і нестійка, підплавляється дугою стінки колодязів обрушуються, падають на електрод і викликають короткі замикання. У той же час період розплавлення бажано провести якнай...
