Статьи | Металлолом — Part 94

Основные закономерности при плавке в вакууме

При понижении давления атмосферы над металлом газы, растворенные в металле, выделяются из него, со­гласно закону Сивертса. Также происходит выделение из жидкого металла в газовую атмосферу примесей цветных металлов, которые обладают высокой упруго­стью пара. В результате плавки в вакууме, как правило, содержание олова, сурьмы, свинца и др. цветных метал­лов заметно снижается.

После плавки в вакууме происходит снижение содер­жания кислорода как растворенного в металле, так и на­ходящегося в виде неметаллических оксидных включе­ний. Это возможно благодаря протеканию реакции вза­имодействия кислорода с углеродом: [С]+[0]=С0; [С]+ (MeO) =CO + Me. Поскольку парциальное давле­ние СО в атмосфере вакуумной установки низкое, то равновесие указанных реакций значительно сдвигается в правую сторону, т. е. в сторону образования СО, что свидетельствует об удалении кислорода из металла. Эти же реакции могут быть использованы и для удаления углерода, если ставится задача получения низкоуглеро­дистых сталей и сплавов.

Благодаря повышению степени чистоты металла воз­растают его свойства. Так, у конструкционных сталей повышается пластичность, у высокопрочных — предел прочности, у коррозионностойких — пластичность и со­противление коррозии. Электротехнические стали и спла­вы, выплавленные в вакууме, имеют меньшие электри­ческие потери благодаря уменьшению электрического сопротивления и повышению магнитных свойств, чем ста­ли, полученные обычной плавкой; у жаропрочных спла­вов повышается предел рабочих температур, при кото­рых эти сплавы могут быть использованы в двигателях. Это значительно повышает возможности двигателей — длительность работы, экономичность, мощность и т. д.; штампы из вакуумной стали позволяют изготовлять большее число штамповок, причем поверхность изделий значительно улучшается.

Выплавка сплавов и чистых металлов в вакууме по­зволила решить сложные задачи электронной и полупро­водниковой техники. Ранее казавшиеся завышенными требования по чистоте металла по примесям в пределах нескольких десятитысячных долей процента теперь ока­зались достижимыми в результате развития техники зонной очистки в вакууме, выплавки металлов в элек­троннолучевых печах.

Вакуумная индукционная плавка

Вакуумная индукционная печь представляет собой высокочастотную печь, помещенную в герметичный кор­пус, из которого при помощи вакуумных насосов отка­чиваются газы. Вместимость вакуумных печей изменя­ется от нескольких килограммов до 30 т. Эти печи обла­дают рядом преимуществ перед другими вакуумными плавильными установками.

Во-первых, металл можно длительное время выдер­живать при пониженном давлении. Благодаря этому сталь подвергается глубокой дегазации, раскислению и очищению от неметаллических включений и примесей цветных металлов. Во-вторых, в вакуумных индукцион­ных печах можно выплавлять любые, сложные по хи­мическому составу сплавы из самых различных шихто­вых материалов. В-третьих, эти печи пригодны как для

Отливки крупных слитков массой в несколько тонн; так ; и для литья мелких фасонных изделий, в том числе спо­собом центробежной отливки, по выплавляемым моде­лям и т. д. Недостатком этих печей является возмож — ; ность загрязнения жидкого металла вследствие контак­та с огнеупорной футеровкой тигля, что может снижать

Эффективность рафи­нирования металла.

На рис. 86 приве — i дена схема вакуумной индукционной печи (до ; 30 т). В водоохлажда — ‘ емом корпусе, закры­ваемом герметичной крышкой, расположен высокочастотный ин­дуктор с огнеупорным тиглем: загрузка ме — | талла производится без j открывания печи; до — I бавки мелких порций 1 ,осуществляются с по — j мощью дозатора — че — j рез погрузочный со — j

Рис. 86. Вакуумная индукцион­ная 20-т печь:

1 — механизм загрузки; 2 — кор­пус; 3 — печь; 4 — изложница; S — камера изложниц

Вок. Разливка металла в изложницу или в литей­ную форму производится наклоном цечи. Печь оборудо­вана устройствами для отбора проб и измерения темпе — i ратуры. Имеются окна для наблюдения за процессом ] плавки. 1

В крупных производственных установках вместимо­стью несколько тонн плавку ведут полунепрерывным процессом. Схема такой печи представлена на рис. 87. 1 В этих установках имеются шлюзовые устройства с ва — j куумными затворами, которые отделяют плавильную ка — j меру, в которой находится печь, от камеры изложниц и 1 шихты. В камере изложниц ставятся на тележки излож­ницы для отливки слитков. Камера закрывается снару­жи и из нее откачивается воздух. Когда в камерах из­ложниц и печи давление уравняется, то открывают соединяющий их между собой затвор и изложницы элек­тромеханическим приводом подают в печь для наполне­ния жидким металлом. После заливки слитков излож-

Рнс. 87. Схема вакуумной индукцион­ной печи полунепрерывного действия:

1 — подвеска загрузочной корзины; 2 — загрузочная корзина; 3— шиберный затвор; 4 — печь; 5 — пульт управле­ния; 6 — изложницы; 7 —тележка; 8— вакуумные насосы

Ницы вывозят из камеры печи в камеру изложниц. Сое­динительный затвор закрывают и в камеру изложниц напускают воздух. Открывают ее и убирают полные из­ложницы, ставят взамен пустые, затем цикл повторяет­ся сначала. Все это время камера печи остается под низ­ким давлением. Также работает и камера загрузки. В ней на тросе подвешивается бадья с порцией шихты. Затем камеру закрывают, откачивают и открывают ши­бер, отделяющий эту камеру от печной. Затем опускают бадью в тигель печи и загружают в печь. Пустую бадью поднимают, закрывают затвор и напускают в камеру загрузки воздух. Вместо пустой бадьи ставят бадью с шихтой. Печь работает без открывания плавильной ка­меры до тех пор, пока позволяет стойкость огнеупорной футеровки. Это составляет в среднем 20—40 плавок. Для смены тигля печь открывают и отсоединяют индуктор с тиглем от токо — и водоподводов. Вместо старого тигля устанавливают новый индуктор со свеженабитым или выложенным из кирпича тиглем. После закрывания ка­меры и откачки воздуха печь снова готова к работе. По­лунепрерывные печи имеют более высокую производи­тельность, чем печи, работающие периодически.

Вакуумные дуговые печи

Для получения крупных слитков до 60 т конструкци­онных, нержавеющих, высокопрочных и других сталей применяют вакуумные дуговые печи. В этих печах на — плавление слитка в вакууме в медный водоохлаждаемый

¦фСЗ— 1

Кристаллизатор производится при помощи электрической ду — гщ. Вакуумные дуговые печи имеют следующие преимущест­ва: кристаллическая структура слитка получается более рав­номерной; исключается нерав­номерность распределения эле­ментов (сегрегация), отсутст­вует усадочная раковина и

Рнс. 88. Схема вакуумной дуговой пе — чн:

1 — механизм подачи электрода; 2 — электрододержатель; 3 — вакуумное уплотнение; 4 — электрод; 5 — вакуум­ная камера; 6 — шнны токоподвода; 7 — кристаллизатор; 8 — дуга; 9 — на­правляемый слнток; 10 — кабели токо­подвода

Другие дефекты, которые присущи слиткам, от­литым в обычные чугунные изложницы. Так как тигель медный, то благодаря отсутствию контак­та с огнеупорными материалами не происходит за­грязнения металла примесями и можно получать металл высокой степени чистоты. Недостатки этого метода: в дуговых вакуумных печах переплавляют готовую заго­товку заданного состава; легирование по ходу плавки невозможно. Основную группу вакуумных дуговых пе­чей представляют печи с расходуемым электродом. Схе­ма такой печи представлена на рис. 88.

Печь состоит из герметичной камеры, к которой при­креплен медный кристаллизатор. Он представляет собой трубу диаметром от 150 до 1000 мм и более. Снаружи к трубе приварена рубашка водяного охлаждения, в ко­торой под давлением циркулирует вода. Камера печи имеет патрубок для подсоединения к мощным вакуум­ным насосам. В верхней части камеры имеется сальни­ковое уплотнение, через которое в печь проходит сталь­ная, полированная водоохлаждаемая штанга — электро­додержатель. К концу штанги с помощью специального зажима крепится переплавляемая заготовка — электрод. Электрод может быть круглого или квадратного сече­ния. Отрицательный полюс от источника постоянного тока при помощи гибких кабелей подводится к электродо- держателю, а положительный полюс—к кристаллиза­тору при помощи медных шин. Перемещение электродо — держателя вместе с электродом осуществляется элек­тромеханическим приводом с гибкой подвеской на системе тросов. Привод имеет автоматические регуляторы, которые управляют подачей электрода. При включении тока между концом электрода и дном кристаллизатора, на которое укладывается шайба-затравка, чтобы не по­вредить поддон, зажигается электрическая дуга. Под действием электрической дуги электрод расплавляется. Капли жидкого металла стекают в кристаллизатор и об­разуют в нем небольшую ванну. По мере расплавления электрода в кристаллизаторе образуется слиток. Металл затвердевает с высокой скоростью благодаря контакту с водоохлаждаемыми стенками кристаллизатора. Вслед­ствие высокой теплопроводности меди и интенсивного ее охлаждения водой поверхностный слой кристаллизатора, контактирующий с жидким металлом, не успевает на­греться до температуры плавления. Благодаря быстрой и направленной кристаллизации слиток вакуумного ду­гового переплава имеет более благоприятное строение, чем обычный слиток. Поскольку плавку ведут в вакууме (~10-2 Па) и при относительно высокой температуре, то происходит удаление из металла газов, примесей цветных и неметаллических включений.

Для получения металла особо высокой чистоты про­водят двойной переплав стали в вакуумной дуговой печи или слитки сначала выплавляют в вакуумной индукци­онной печи, а затем переплавляют в вакуумной дуго­вой.

Вторую группу вакуумных дуговых печей составляют печи с нерасходуемым электродом. В этих печах элект­род изготовляется из вольфрама, он не плавится при процессе. Шихта подается в зону плавления под элект­род. Между постоянным электродом и шихтой горит ду­га, металл плавится в медном водоохлаждаемом крис­таллизаторе. На стенках кристаллизатора, имеющем форму чаши, образуется толстый слой нерасплавляемо — го металла — гарнисаж, который и образует стенки тиг­ля, а в нем наплавляется жидкая ванна. По окончании плавки тигель наклоняют и металл разливают в форму или изложницу, установленную рядом с тиглем. Таким образом производят фасонные отливки из тугоплавких жаропрочных сплавов.

Электроннолучевые печи

Для выплавки особо чистых металлов, стали и спла­вов, для получения тугоплавких металлов высокой сте­пени чистоты — молибдена, вольфрама — применяют

Электроннолучевые пе­чи. Принцип нагрева Металла в этих уста­новках заключается в бомбардировке нагре­ваемого объекта элек­тронным пучком высо­кой энергии. Наплавле — ние металла произво­дится в водоохлаждае — мый! медный кристал­лизатор. Плавку ведут в глубоком вакууме.

Рис. 89. Электроннолучевая печь с осе­вой пушкой:

/ — электронная пушка; 2 —пучок электронов; 3 — переплавляемая заго­товка; 4 — ванна жидкого металла; 5 — кристаллизатор; 6 — слнток

Преимуществами, этих печей являются высокая степень рафи­нирования благодаря высокой температуре, глубокому вакууму, от­сутствию огнеупорной футеровки; возмож­ность переплавлять ак­тивные металлы и ту­гоплавкие (вольфрам, ниобий). К недостат­кам печей относят­ся: повышенный расход электроэнергии, сложность и дороговизна установок. Принцип работы установки с осевой электроннолучевой пушкой показан на рис. 89: катод — К нагревается от вспомогательного электрода /C2 электронной бомбардировкой. Вспомогательный катод разогревается пропусканием по нему тока. Между основ­ным и вспомогательным электродом прикладывается не­большая разность потенциалов для разгона электронов. Вокруг катода помещается фокусирующий электрод, ко­торый имеет слабый отрицательный заряд. Его назначе­нием является фокусирование электронного потока в от­верстие анода, предотвращение отклонения электронов от заданного направления.

Анод выполняют в виде диаграммы с отверстием, причем анод заземлен, а катод изолирован. Между ка­тодом и анодом прилагается основное разгоняющее на­пряжение до 30 кВ. Ниже анода располагается трубка лучепровода, вокруг которой расположена фокусирую­щая система, собирающая пучок электронов в узкий луч и фокусирующая его на нагревательном объекте. Далее следует отклоняющая система, направляющая луч в лю­бое место заготовки или разворачивающая луч по опре­деленной траектории, например по кругу, спирали Ар­химеда и т. п. Отклоняющая и фокусирующая системы представляют собой электромагнитные катушки, созда­ющие управляемое магнитное поле. Взаимодействие маг­нитного поля с электронным пучком оказывает нужное воздействие на пучок. Для нагрева и проплавления ших­ты равномерно распределяют энергию пучка по нагре­ваемому концу заготовки или по шихте, загруженной в тигель.

Электронная плавильная установка состоит из каме­ры, внутри которой расположен либо медный водохлаж — даемый кристаллизатор с устройством для вытягивания слитка, либо медная водоохлаждаемая чаша — тигель для плавки в гарнисаже. Разливка осуществляется на — клоном’чаши. Плавку ведут при давлении IO-2—Ю-3 Па. Заготовку круглого или квадратного сечения подают в печь сверху при оси кристаллизатора, либо сбоку гори­зонтально. На рис. 90 представлена схема крупнейшей в мире печи ЕМО-1200, сконструированной и построен­ной в ГДР, с пушкой мощностью до 1700 кВт, в которой можно выплавлять слитки массой до 11 т. Камера печи имеет два боковых шлюза, через которые производится подача заготовки массой до 1 т. Электронный пучок име­ет программированное синусоидальное отклонение по по­верхности жидкой ванны. Расход электроэнергии в этой установке 900 кВт-ч/т, а годовая производительность печи до 4000 т.

Разновидностью электроннолучевых установок явля­ются установки с кольцевым катодом (рис. 91). Воль­фрамовый кольцевой катод располагается в непосред­ственной близости от переплавляемой заготовки. Катод разогревается током от накального трансформатора до 2000—2500 0C. Фокусирующий электрод-экран направля­ет поток электронов на заготовку и на ванну металла в

Рис. 90. Схема электроннолучевой печи EMO-1200:

/ — рабочая плита; 2 — шибера; 3 — заготовка; 4 — электронная пушка; 5 — вакуумная камера; 6 — кристаллизатор; 7 —механизм вытягивания слитка; 8 — слнток

Кристаллизаторе. Между катодом и заготовкой прикла­дывается разгоняющее напряжение. Эти установки удоб­ны для выплавки больших слитков, однако вследствие близкого расположения катода к расплавленному метал­лу на нем осаждаются капли металла и брызги, что при­водит к преждевременному выходу катода из строя.

Электроннолучевая плавка с успехом применяется для получения слитков стали и тугоплавких металлов высокой степени чистоты. При переплаве вольфрама, ни­обия, тантала, молибдена получают содержание углеро­да, азота, кислорода, менее тысячной доли процента. Благодаря повышению степени чистоты повышается пластичность тугоплавких металлов. Переплав гафния и циркония позволяет значительно уменьшить содержание углерода, водорода, азота, повысить антикоррозионные свойства этих металлов, значительно уменьшить содер­жание таких примесей, как медь, никель, железо. Элек­троннолучевой переплав может быть использован для получения слитков специальных сталей, предназначенных для изготовления особоважных и точных приборов и де­талей, работающих в тяжелых условиях. При переплаве стали происходит значитель — /

Ное очищение ее от свинца, у

Висмута, олова, сурьмы и дру — *

Гих примесей цветных метал­лов, значительно уменьшается содержание неметаллических включений.

Развитие современной авиации, космической техни­ки, радиоэлектроники, атомной энергетики, точного ма­шиностроения, вычислительных средств потребовало про­изводства высококачественных сталей, жаропрочных сплавов, чистых металлов, которые невозможно полу­чать обычными способами. Новые металлы и сплавы для этих отраслей промышленности должны содержать ми­нимальное количество кислорода, водорода, азота, серы, фосфора, примесей цветных металлов, неметаллических включений. Такие металлы можно получать только в спе­циальных печах, работающих при пониженном давле­нии (в вакууме).

Для получения больших масс высококачественной стали (>100 т) одновременно используют вакуумную обработку жидкой стали, выплавленной в обычных ста­леплавильных печах и конвертерах. Вакуумная обработ­ка позволяет получать не только более чистый металл, но и изменяет технологию обычного процесса. Существу­ют две области вакуумной металлургии: печная и вне — печная.

В настоящее время индукционные печи находят ши­рокое применение в металлургии и машиностроении. В лабораториях используют высокочастотные печи ем­костью от нескольких грамм до 100 кг, в литейных цехах низко — и среднечастотные печи до 2—6 т; наиболее круп­ные печи имеют емкость до 60 т. По сравнению с дуго­выми электропечами в индукционных печах отсутствие электродов и электрических дуг дает возможность полу­чать стали и сплавы с низким содержанием углерода и газов. Плавка характеризуется небольшим угаром ле­гирующих элементов, высоким электрическим к. п. д., точным регулированием температуры металла.

Недостатком печей является холодный, плохо пере­мешиваемый шлак, что не позволяет так же интенсивно, как в дуговых печах, проводить процессы рафинирования. Стойкость футеровки в печах невысокая.

Основной тип современных высокочастотных или ин­дукционных печей — это печи без сердечника. Такая печь состоит из индуктора-катушки, навитой из медной труб­ки с водяным охлаждением. Внутрь индуктора вставля­ется либо готовый огнеупорный тигель, либо тигель наби­вается порошкообразным огнеупорным материалом. При наложении на индуктор переменного электрического то­ка частотой от 50 до 400 кГц образуется переменное маг­нитное силовое поле, пронизывающее пространство вну­три индуктора. Это магнитное поле наводит в металличе­ской садке вихревые токи.

Устройство индукционных печей

На рис. 83 представлена индукционная сталеплавиль­ная печь. В центре печи помещен индуктор. Он имеет вид соленоида и изготовлен из профилированной медной трубы. По трубе идет вода для ее охлаждения. Внутри индуктора набит огнеупорный тигель, схема футеровки представлена на рис. 84. Ток подается по гибким кабе­лям. Печь заключена в металлический кожух. Сверху тигель закрывается сводом. Поворот печи для слива ме­талла осуществляется вокруг оси, расположенной у слив­ного носка. Поворотные цапфы печи покоятся на опор­ных подшипниках станин. Наклон печи проводится при помощи реечного механизма через подвижные шарни­ры-цапфы или гидроприводом. Небольшие печи накло­няют при помощи тали.

Футеровка печей может быть кислой или основной, набивной или кирпичной. Для набивки используют ог­неупорные материалы различной крупности от долей миллиметра до 2—4 мм. Для основной футеровки приме-

Рис. 83. Индукционная сталеплавильная печь:

/ — механизм наклона; 2 —индуктор; 3 —тигель; 4 — свод; 5 —сливной но­сок; 6 — верхняя керамика; 7 — верхняя цапфа; S — нижняя цапфа; 9 — подо­вая плита; 10 — токоподвод

Няют порошок магнезита с добавками хромомагнезита и борной кислоты для связки. Кислые смеси готовят на основе молотого кварцита. Набивку тигля ведут послой­но вокруг металлического шаблона, форма которого со­ответствует профилю тигля.

193

После окончания набивки футеровку спекают и об­жигают. В железный шаблон загружают чугун, вклю­чают ток, металл постепенно разогревается и нагревает футеровку. Затем металл доводят до плавления. В пер­вой плавке расплавляют мягкое железо, что позволяет достичь высокой температуры для обжига футеровки. Крупные печи футеруют фасонным огнеупорным кирпи­чом.

13—398

Электрическое оборудование

Индукционные печи питаются током высокой частоты от ламповых генераторов или током средней частоты (2500 Гц) от машинных преобразователей. Крупные пе­чи работают на токе промышленной лизкой частоты (50

Рис. 84. Футеровка индукционной печи:

1 — индуктор; 2 — тигель; 3 — огнеупорный под; 4 — съемный свод; 5 — Сливной иосок

Гц от сети). Эти печи часто служат в качестве миксеров жидкого металла в литейных цехах.

На рис. 85 представлена упрощенная электрическая схема высокочастотной печи. В схему входят машинный генератор, батарея конденсаторов и автоматический ре­гулятор, плавильный контур. Преобразовательный агре­гат состоит из асинхронного электродвигателя, вращаю­щего генератор и динамомашину, которая дает ток в обмотки возбуждения генератора.

Для компенсации реактивной мощности и создания электрического резонанса устанавливают батарею кон­денсаторов. Часть конденсаторов может быть отключе­на для изменения емкостной составляющей. Резонанс бывает при условии coL=l/coC(L— коэффициент само­индукции печи, С — емкость конденсатора, ю •— угловая частота). Подбирая переменную емкость, можно рабо­тать в условиях, близких к резонансу, т. е. поддержи­вать cos ф близкий к единице. Автоматический регуля­тор электрического режима поддерживает оптимальную электрическую мощность взаимосвязанным регулирова­нием соэф, напряжения и силы тока.

Технология плавки ста­ли в индукционной пе­чи

Xjt

-и

Плавку проводят на высококачественном ломе с пониженным содержа­нием фосфора и серы. Крупные и мелкие куски

Ami

Рис. 85. Электрическая схема ин­дукционной печи:

1 — выключатель; 2 — асинхронный двигатель; 3 — генератор; 4 — дина — иомашина; S — регулятор; 6 — ба­тарея конденсаторов; 7 — индуктор с тиглем

LF 5 J

LwlwJ» I ^АЛГ1 I

1O1

ГО

Так укладывают в тигель или бадью, с помощью которой загружают крупные печи, чтобы Они плот­но заполняли объем тигля. Тугоплавкие ферроспла­вы укладывают на дно тигля. После загрузки включают ток на полную мощность. По мере проплавления и осе­дания скрапа подгружают шихту, не вошедшую сразу в тигель. Когда последние куски шихты погрузятся в жид­кий металл, на поверхность металла забрасывают шла — кообразующие материалы: известь, магнезитовый поро­шок, плавиковый шпат. Шлак защищает металл от кон­такта с атмосферой, предотвращает тепловые потери. По ходу плавки шлак раскисляют добавками порошка кок­са, молотого ферросилиция. Металл раскисляют куско­выми ферросплавами и в конце алюминием. По ходу плавки дают добавки легирующих. Поскольку угара ле­гирующих практически не происходит, то в индукцион­ных печах можно выплавлять сплавы сложного состава.

Первая дуговая электропечь в России была установ­лена в 1910 г. на Обуховском заводе. За годы пятилеток были построены сотни различных печей. Вместимость на­иболее крупной печи в СССР 200 т. Самые большие в мире электродуговые печи (400 т) работают в США.

На рис. 73 показана современная дуговая электро­печь вместимостью 200 т. Печь состоит из железного ко­жуха цилиндрической формы со сферическим днищем. Внутри кожух имеет огнеупорную футеровку. Плавиль­ное пространство печи закрывается съемным сводом. Печь имеет рабочее окно и выпускное отверстие со слив­ным желобом. Питание печи осуществляется трехфаз­ным переменным током. Нагрев и плавление металла осуществляются электрическими мощными дугами, го­рящими между концами трех электродов и металлом, находящимся в печи. Печь опирается на два опорных сектора, перекатывающихся по станине. Наклон печи в сторону выпуска и рабочего окна осуществляется при помощи реечного механизма. Перед загрузкой печи свод, подвешенный на цепях, поднимают к порталу, затем пор­тал со сводом и электродами отворачивается в сторону сливного желоба и печь загружают бадьей.

Механическое оборудование дуговой печи

Кожух. Кожух печи должен выдерживать нагрузку от массы огнеупоров и металла. Его делают сварным из ли­стового железа толщиной 16—50 мм в зависимости от размеров печи. Форма кожуха определяет профиль ра­бочего пространства дуговой печи. Наиболее распростра­ненным в настоящее время является кожух цилиндро-

Рис. 73. Дуговая сталеплавильная 200-т печь:

/ — электрод; 2 — электрододержатель; 3 — свод; 4 — подвеска свода; 5 — сводовое кольцо; 6 — цилиндрический кожух; 7 — ра­бочая площадка; 8 — механизм наклона печи; 9— станина; 10— Люлька; 11 — сливной иосок; 12 — портал; 13 — гибкий токопро — вод; 14 — стойка электрододержателя; 15 — рукав электроцодер — жателя; 16 — трубошины токопровода

Конической формы (рис. 74). Нижняя часть кожуха име­ет форму цилиндра, верхняя часть — конусообразная с расширением кверху. Такая форма кожуха облегчает за­правку печи огнеупорным материалом, наклонные стены увеличивают стойкость кладки, так как она дальше рас­положена от электрических дуг. Используют также ко­жухи цилиндрической формы с водоохлаждаемыми па­нелями. Для сохранения правильной цилиндрической формы кожух усиливается ребрами и кольцами жестко­сти. Днище кожуха обычно выполняется сферическим,

Что обеспечивает наибольшую прочность кожуха и мини­мальную массу кладки. Дни­ще выполняют из немагнит­ной стали для установки под печью электромагнитного пе­ремешивающего устройства.

Свод. Сверху печь закры­та сводом. Свод набирают из огнеупорного кирпича в металлическом водоохлажда — емом сводовом кольце, ко­торое выдерживает распираю­щие усилия арочного сферического свода. В нижней ча­сти кольца имеется выступ — нож, который входит в пес­чаный затвор кожуха печи. В кирпичной кладке свода оставляют три отверстия для электродов. Диаметр от­верстий больше диаметра электрода, поэтому во время плавки в зазор устремляются горячие газы, которые раз­рушают электрод и выносят тепло из печи. Для предот­вращения этого на своде устанавливают холодильники или экономайзеры, служащие для уплотнения электрод­ных отверстий и для охлаждения кладки свода. Газоди­намические экономайзеры обеспечивают уплотнение с помощью воздушной завесы вокруг электрода. В своде имеется также отверстие для отсоса запыленных газов и отверстие для кислородной фурмы.

Рабочее окно. Для загрузки шихты в печи небольшой емкости и подгрузки легирующих и флюсов в крупные печи, скачивания шлака, осмотра, заправки и ремонта печи имеется загрузочное окно, обрамленное литой ра­мой. К раме крепятся направляющие, по которым сколь­зит заслонка. Заслонку футеруют огнеупорным кирпи­чом. Для подъема заслонки используют пневматический, гидравлический или электромеханический привод.

Рис. 74. Цилиндро-конический кожух дуговой сталеплавильной печи

С противоположной стороны кожух имеет окно для выпуска стали из печи. К окну приварен сливной желоб. Отверстие для выпуска стали может быть круглым диа­метром 120—150 мм или квадратным 150X250 мм. Слив­ной желоб имеет корытообразное сечение и приварен к кожуху под углом 10—12° к горизонтали. Изнутри же­лоб футеруют шамотным кирпичом, длина его составля­ет 1—2 м.

Электрододержатели служат для подвода тока к элек­тродам и для зажима электродов. Головки электрододер — жателей делают из бронзы или стали и охлаждают во­дой, так как они сильно нагреваются как теплом из пе­чи, так и контактными токами. Электрододержатель должен плотно зажимать электрод и иметь небольшое контактное сопротивление. Наиболее распространенным в настоящее время является пружинно-пневматический электрододержатель (рис. 75). Зажим электрода осуще­ствляется при помощи неподвижного кольца и зажимной плиты, которая прижимается к электроду пружиной. От — жатие плиты от электрода и сжатие пружины происхо­дят при помощи сжатого воздуха. Электрододержатель крепится на металлическом рукаве — консоли, который скрепляется с Г-образной подвижной стойкой в одну же­сткую конструкцию. Стойка может перемещаться вверх или вниз внутри неподвижной коробчатой стойки. Три неподвижные стойки жестко связаны в одну общую кон­струкцию, которая покоится на платформе опорной люль­ки печи. Перемещение подвижных телескопических стоек происходит или с помощью системы тросов и противо­весов, приводимых в движение электродвигателями, или с помощью гидравлических устройств. Механизмы пере­мещения электродов должны обеспечить быстрый подъ­ем электродов в случае обвала шихты в процессе плав­ления, а также плавное опускание электродов во избе­жание их погружения в металл или ударов о нераспла — вившиеся куски шихты. Скорость подъема электродов составляет 2,5—6,0 м/мин, скорость опускания 1,0— 2,0 м/мин.

Механизм наклона печи должен плавно наклонять печь в сторону выпускного отверстия на угол 40—45° для выпуска стали и на угол 10—15° в сторону рабочего окна для спуска шлака. Схема механизма наклона пред­ставлена на рис. 76. Станина печи, или люлька, на кото­рой установлен корпус, опирается на два — четыре опор­ных сектора, которые перекатываются по горизонталь­ным направляющим. В секторах имеются отверстия, а в направляющих — зубцы, при помощи которых предот­вращается проскальзывание секторов при наклоне печи. Наклон печи осуществляется при помощи рейки и зубча­того механизма или гидравлическим приводом. Два ци­линдра укреплены на неподвижных опорах фундамента, а штоки шарнирно связаны с опорными секторами люль­ки печи.

Система загрузки печи бывает двух видов: через за­валочное окно мульдозавалочной машиной и через верх при помощи бадьи. Загрузку через окно применяют только на небольших печах.

Рис. 75. Механизм перемещения электродов (а); пружин — но-пневматическнй электрододержатель (б):

/ — электрод; 2— хомут; 3—рукав электрододержателя; 4 — каретка; 5 — стойка; 6 — противовес; 7 — двигатель механизма перемещения электрода; 8 — пневмоцилиндр; 9 — трубошины; 10 — пружина; 11 — башмак электродо­держателя; 12 — тяга

При загрузке печи сверху в один-два приема в тече­ние мин меньше охлаждается футеровка, сокраща­ется время плавки; уменьшается расход электроэнергии; эффективнее используется объем печи. Для загрузки пе­чи свод приподнимают на 150—200 мм над кожухом печи и поворачивают в сторону вместе с электродами, полно­

Стью открывая рабочее пространство печи для введения бадьи с шихтой. Свод печи подвешен к раме. Она соеди­нена с неподвижными стойками электрододержателей в одну жесткую конструкцию, покоящуюся на поворотной консоли, которая укреплена на опорном подшипнике. Крупные печи имеют поворотную башню, в которой со­средоточены все механизмы отворота свода. Башня вра­щается вокруг шарнира на катках по дугообразному рельсу. Бадья представляет собой стальной цилиндр, диаметр которого меньше диаметра рабочего простран­ства печи. Снизу цилиндра имеются подвижные гибкие сектора, концы которых стягиваются через кольца тро­сом. Взвешивание и загрузка шихты производятся на шихтовом дворе электросталеплавильного цеха. Бадья на тележке подается в цех, поднимается краном и опус­кается в печь. При помощи вспомогательного подъема крана трос выдергивают из проушин секторов и при

Подъеме бадьи сектора раскрываются и шихта вывали­вается в печь в том порядке, в каком она была уложе­на в бадье. Схема бадьи приведена на рис. 77.

При использовании в качестве шихты металлизован — ных окатышей загрузка может производиться непрерыв­но по трубопроводу, который проходит в отверстие в сво­де печи.

Во время плавления электроды прорезают в шихте три колодца, на дне которых накапливается жидкий ме­талл. Для ускорения расплавления печи оборудуются поворотным устройством, которое поворачивает корпус в одну и другую сторону на угол в 80°. При этом элек­троды прорезают в шихте уже девять колодцев. Для по­ворота корпуса приподнимают свод, поднимают электро­ды выше уровня шихты и поворачивают корпус при по­мощи зубчатого венца, прикрепленного к корпусу, и шестерен. Корпус печи опирается на ролики.

Очистка отходящих газов

Современные крупные сталеплавильные дуговые печи во время работы выделяют в атмосферу большое коли­чество запыленных газов. Применение кислорода и по­рошкообразных материалов еще более способствует это­му. Содержание пыли в газах электродуговых печей достигает 10 г/м3 и значительно превышает норму. Для улавливания пыли производят отсос газой из рабочего пространства печей мощным вентилятором. Для этого в своде печи делают четвертое отверстие с патрубком для газоотсоса. Патрубок через зазор, позволяющий накло­нять или вращать печь, подходит к стационарному тру­бопроводу. По пути газы разбавляются воздухом, необ­ходимым для дожигания СО. Затем газы охлаждаются водяными форсунками в теплообменнике и направляют­ся в систему труб Вентури, в которых пыль задержива­ется в результате увлажнения. Применяют также тка­невые фильтры, дезинтеграторы и электрофильтры. Ис­пользуют системы газоочистки, включающие полностью весь электросталеплавильный цех, с установкой зонтов дымоотсоса под крышей цеха над электропечами.

Футеровка печей

Большинство дуговых печей имеет основную футеров­ку, состоящую из материалов на основе MgO. Футеров­ка печи создает ванну для металла и играет роль теп­лоизолирующего слоя, уменьшающего потери тепла. Oc — новные части футеровки — подина печи, стены, свод. Общий вид футеровки 100-т печи показан на рис. 78. Температура в зоне электрических дуг достигает несколь­ких тысяч градусов. Хотя футеровка электропечи отде­лена от дуг, она все же должна выдерживать нагрев до температуры HOO0C. В связи с этим применяемые для

Ф7040

Рис. 78. Схема футеровки 100-т электропечи:

/ — металлический кожух; 2 — листовой асбест; 3 — слой шамотиого порошка; 4 — шамотный кирпич; 5 — магнезитовый кирпич; 6—магнезитовый порошок; 7 —кольцевой рельс; 8 — заслонка; 9 — рама рабочего окна; 10 — уплотняю­щее кольцо; U — песочный затвор; 12 — магнезитохромитовый кирпич; 13—Мо­лотый асбест

Футеровки материалы должны обладать высокой огне­упорностью, механической прочностью, термо — и химиче­ской устойчивостью. Подину сталеплавильной печи на­бирают в следующем порядке. На стальной кожух укла­дывают листовой асбест, на асбест — слой шамотного порошка, два слоя шамотного кирпича и основной слой из магнезитового кирпича. На магнезитовой кирпичной подине набивают рабочий слой из магнезитового порош­ка со смолой и пеком — продуктом нефтепереработки. Толщина набивного слоя составляет 200 мм. Общая толщина подины равна примерно глубине ванны и мо­жет достигать 1 м для крупных печей. Стены печи вы­кладывают после соответствующей прокладки асбеста и шамотного кирпича из крупноразмерного безобжигового магнезитохромитового кирпича длиной до 430 мм.

Кладка стен может выполняться из кирпичей в же­лезных кассетах, которые обеспечивают сваривание кир­пичей в один монолитный блок. Стойкость стен достига­ет 100—150 плавок. Стойкость подины составляет один — два года. В трудных условиях работает футеровка сво­да печи. Она выдерживает большие тепловые нагрузки от горящих дуг и тепла, отражаемого шлаком. Своды крупных печей набирают из магнезитохромитового кир­пича. При наборе свода используют нормальный и фа­сонный кирпич. В поперечном сечении свод имеет форму арки, что обеспечивает плотное сцепление кирпичей ме­жду собой. Стойкость свода составляет 50—100 плавок. Она зависит от электрического режима плавки, от дли­тельности пребывания в печи жидкого металла, состава выплавляемых стали, шлака. В настоящее время широ­кое распространение получают водоохлаждаемые своды и стеновые панели. Эти элементы облегчают службу фу­теровки.

V

Электроды, электрическая дуга

Ток в плавильное пространство печи подается через электроды, собранные из секций, каждая из которых представляет собой круглую заготовку диаметром от 100 до 610 мм и длиной до 1500 мм. В малых электропе­чах используют угольные электроды, в крупных — графи — тированные. Графитированные электроды изготавливают из малозольных углеродистых материалов: нефтяного кокса, смолы, пека. Электродную массу смешивают и прессуют, после чего сырая заготовка обжигается в га­зовых печах при 1300 °С и подвергается дополнительно­му графитирующему обжигу при температуре 2600— 2800 0C в электрических печах сопротивления. В процес­се эксплуатации в результате окисления печными газами и распыления при горении дуги электроды сгорают. По мере укорачивания электрод опускают в печь. При этом электрододержатель приближается к своду. Наступает момент, когда электрод становится настолько коротким, что не может поддерживать дугу, и его необходимо на­ращивать. Для наращивания электродов в концах сек­ций сделаны отверстия с резьбой, куда ввинчивается переходник-ниппель, при помощи которого соединяются отдельные секции. Расход электродов составляет 5—9 кг на тонну выплавляемой стали.

Электрическая дуга — один из видов электрического разряда, при котором ток проходит через ионизирован­ные газы, пары металлов. При кратковременном сбли­жении электродов с шихтой или друг с другом возника­ет короткое замыкание. Идет ток большой силы. Концы электродов раскаляются добела. При раздвигании элек­тродов между ними возникает электрическая дуга. С рас­каленного катода происходит термоэлектронная эмиссия электронов, которые, направляясь к аноду, сталкивают­ся с нейтральными молекулами газа и ионизируют их. Отрицательные ионы направляются к аноду, положи­тельные к катоду. Пространство между анодом и като­дом становится ионизированным, токопроводящим. Бом­бардировка анода электронами и ионами вызывает сильный его разогрев. Температура анода может дости­гать 4000 °С. Дуга может гореть на постоянном и на пе­ременном токе. Электродуговые печи работают на пере­менном токе. В последнее время в ФРГ построена элек­тродуговая печь на постоянном токе.

В первую половину периода, когда катодом является электрод, дуга горит. При перемене полярности, когда катодом становится шихта — металл, дуга гаснет, так как в начальный период плавки металл еще не нагрет и его температура недостаточна для эмиссии электронов. Поэтому в начальный период плавки дуга горит неспо­койно, прерывисто. После того как ванна покрывается слоем шлака, дуга стабилизируется и горит более ровно.

Электрооборудование

Рабочее напряжение электродуговых печей составля­ет 100—800 В, а сила тока измеряется десятками тысяч ампер. Мощность отдельной установки может достигать 50—140 MB-А. К подстанции электросталеплавильного цеха подают ток напряжением до 110 кВ. Высоким на­пряжением питаются первичные обмотки печных транс­форматоров. На рис. 79 показана упрощенная схема электрического питания печи. В электрическое оборудо­вание дуговой печи входят следующие приборы:

177

1. Воздушный разъединитель, предназначен для от­ключения всей электропечной установки от линии высо­кого напряжения во время производства ремонтных ра­бот на печи.

12—398

2. Главный автоматический выключатель, служит для отключения под нагрузкой электрической цепи, по кото­рой протекает ток высокого напряжения. При неплотной укладке шихты в печи в начале плавки, когда шихта еще холодная, дуги горят неустойчиво, происходят обва­лы шихты и возникают ко­роткие замыкания между электродами. При этом си­ла тока резко возрастает. Это приводит к большим перегрузкам трансформа­тора, который может выйти из строя. Когда сила тока превысит установленный предел, выключатель авто­матически отключает уста­новку, для чего имеется ре­ле максимальной силы то­ка.

3. Печной трансформа­тор необходим для преоб­разования высокого напря­жения в низкое (с 6—10 кВ до 100—800 В). Обмотки высокого и низкого напря­жения и магнитопроводы, на которых они помещены, располагаются в баке с

I^rgjlj

Рис. 79. Схема электропитания дуговой печи:

1 — высоковольтный кабель; 2 — разъ­единитель; 3 — главный выключатель; 4 — трансформатор тока; 5 — транс­форматор напряжения; 6 — защитные реле, измерительные приборы; 7—дрос­сель; 8 — шунтирующий выключатель; 9 — переключатель ступеней напряже­ния; 10 — печной трансформатор; U— регулятор; 12 — электроды; 13 — ме­талл

Маслом, служащим для охлаждения обмоток. Ох­лаждение создается принудительным перекачива­нием масла из трансформаторного кожуха в бак теплообменника, в котором масло охлаждается водой. Трансформатор устанавливают рядом с электропечью в специальном помещении. Он имеет устройство, позво­ляющее переключать обмотки по ступеням и таким об­разом ступенчато регулировать подаваемое в печь на­пряжение. Так, например, трансформатор для 200-т оте­чественной печи мощностью 65 MB-A имеет 23 ступени

Рис. 80. Схема короткой сети электродуговой печи:

1 — электроды; 2 — жесткие трубошииы; 3 — гибкие электро­подводы; 4 — фидер; 5 — печной трансформатор

. напряжения, которые переключаются под нагрузкой, без отключения печи. На рис. 80 представлена схема пода­чи электроэнергии к дуговой печи.

12*

179

Участок электрической сети от трансформатора до электродов называется короткой сетью. Выходящие из стены трансформаторной подстанции фидеры при помо­щи гибких, водоохлаждаемых кабелей подают напряже­ние на электрододержатель. Длина гибкого участка дол­жна позволять производить нужный наклон печи и отворачивать свод для загрузки. Гибкие кабели соединя­ются с медными водоохлаждаемыми шинами, установ­ленными на рукавах электрододержателей. Трубошины непосредственно присоединены к головке электрододер — жателя, зажимающей электрод. Помимо указанных ос­новных узлов электрической сети в нее входит различ­ная измерительная аппаратура, подсоединяемая к ли­ниям тока через трансформаторы тока или напряжения, а также приборы автоматического регулирования процес­са плавки.

Автоматическое регулирование

По ходу плавки в электродуговую печь требуется по­давать различное количество энергии. Менять подачу мощности можно изменением напряжения или силы то­ка дуги. Регулирование напряжения производится пере­ключением обмоток трансформатора. Регулирование силы тока осуществляется изменением расстояния меж­ду электродом и шихтой путем подъема или опускания электродов. При этом напряжение дуги не изменяется. Опускание или подъем электродов производятся автома­тически при помощи автоматических регуляторов, уста­новленных на каждой фазе печи. В современных печах заданная программа электрического режима может быть установлена на весь период плавки.

Устройство для электромагнитного перемешивания металла

Для перемешивания металла в крупных дуговых пе­чах, для ускорения и облегчения проведения технологи­ческих операций скачивания шлака под днищем печи в коробке устанавливается электрическая обмотка, кото­рая охлаждается водой или сжатым воздухом. Обмотки статора питаются от двухфазного генератора током низ­кой частоты, что создает бегущее магнитное поле, кото­рое захватывает ванну жидкого металла и вызывает дви­жение нижних слоев металла вдоль подины печи в на­правлении движения поля. Верхние слои металла вместе с прилегающим к нему шлаком движутся в обратную сторону. Таким образом можно направить движение ли­бо в сторону рабочего окна, что будет облегчать выход шлака из печи, либо в сторону сливного отверстия, что будет благоприятствовать равномерному распределению легирующих и раскислителей и усреднению состава ме­талла и его температуры. Этот метод в последнее время «имеет ограниченное применение, так как в сверхмощных печах металл активно перемешивается дугами.

¦§ 2. Плавка стали в основной дуговой электропечи

Сырые материалы

Основным материалом для электроплавки является стальной лом. Лом не должен быть сильно окисленным, так как наличие большого количества ржавчины вносит в сталь значительное количество водо­рода. В зависимости от химического состава лом необходимо рассор­тировать на соответствующие группы. Основное количество лома, предназначенное для плавки в электропечах, должно быть компакт­ным и тяжеловесным. При малой насыпной массе лома вся порция для плавки не помещается в печь. Приходится прерывать процесс плавки и подгружать шихту. Это увеличивает продолжительность плавки, приводит к повышенному расходу электроэнергии, снижает производительность электропечей. В последнее время в электропечах используют металлизованные окатыши, полученные методом прямого восстановления. Достоинством этого вида сырья, содержащего 85— 93 % железа, является то, что оно не загрязнено медью н другими примесями. Окатыши целесообразно применять для выплавки высо­копрочных конструкционных легированных сталей, электротехниче­ских, шарикоподшипниковых сталей.

Легированные отходы образуются в электросталеплавильном це­хе в виде недолитых слитков, лнтннков; в обдирочном отделении в виде стружки, в прокатных цехах в виде обрези и брака и т. д.; кро­ме того много легированного лома поступает от машиностроитель­ных заводов. Использование легированных металлоотходов позволя­ет экономить ценные легирующие, повышает экономическую эффек­тивность электроплавок.

Мягкое железо специально выплавляют в мартеновских печах и конвертерах н применяют для регулирования содержания углерода в процессе электроплавки. В железе содержится 0,01—0,15 % С и 1700 0C динасовый кирпич сплавляется и разъедается плавильной пылью.

Применение магнезитохромитового свода позволяет повысить температуру в печи, а также увеличить произ­водительность печи и срок службы свода. Допустимая температура нагрева составляет 1750—1800°С. Стой­кость магнезитохромитового свода достигает 300—1000 плавок против 200—350 плавок у динасового свода. Од­нако при использовании магнезитохромитового свода, обладающего значительными объемными изменениями при колебаниях температуры, устройство обычного ароч­ного свода невозможно. Свод выполняют подвесным с креплениями и прокладками между кирпичами. Это ус­ложняет конструкцию и повышает ее стоимость. Тем не менее в СССР и за рубежом магнезитохромитовые своды получили широкое распространение. Экономически это ‘ оправдано.

В последнее время интенсивно ведутся работы по за­мене кладки элементов печи заранее подготовленными блоками и частичной или полной замене огнеупорной кладки водоохлаждаемыми конструкциями.

Головки печи должны обеспечить подачу требуемого количества топлива; хорошее перемешивание топлива с воздухом и полное его сжигание; хорошую настильность факела по всей длине ванны, чтобы передать максимум тепла ванне и минимум — стенам и своду; минимальное сопротивление при отводе продуктов сгорания из рабо­чего пространства.

В’соответствии с первыми тремя требованиями сече­ние выходных отверстий головок должно быть, неболь­шим (обеспечить максимальную скорость ввода в печь воздуха и топлива); для удовлетворения четвертого тре-

P-

/ г

J Ц

Рис. 68. Разрез регенератора и шлаковика:

/ — шлаковики; 2 — свод; 3 — перевальная стенка; 4 — окно; S — регенератор

Рис. 69. Насадка регенератора

Бования, наоборот, сечение должно быть большим. Двой­ственная роль головок, обусловленная реверсивным дви­жением газов в печи, ставит трудную задачу при разра­ботке рациональной конструкции. Поэтому работы по улучшению конструкции головок ведутся до настоящего времени.

Шлаковика. Продукты сгорания вместе с плавильной пылью, состоящей из оксидов железа, частиц шлака, из­вести и руды, из рабочего пространства через головку и вертикальные каналы попадают в шлаковики. Основное назначение шлаковикор — предохранение насадок реге­нераторов от засорения плавильной пылью. Шлаковики (рис. 68) представляют собой камеры, вытянутые под го­ловками параллельно поперечной оси печи. Сечение шла — ковиков больше сечения вертикального канала. Поэтому ^ дымовые газы, попадая в шлаковик, резко теряют ~вок> скорость, одновременно изменяя направление движения. При этом большая часть плавильной пыли (~60%) оседает в шлаковиках. Шлаковики соединены с верти­кальными каналами при помощи окон в сводах и сооб­щаются с регенератором через окна, расположенные над перевальной стенкой, Шлаковики выкладывают из дина — сового кирпича (при динасовом своде) и из хромомагне- зитового кирпича (при магнезитохромитовом своде).

Операция очистки шлаковиков от осевшей пыли очень трудоемкая. На современных крупных печах предусмот — — рены приспособления для механизированной очистки шлаковиков.

Регенераторы. {4з шлаковиков отходящие газы с тем­пературой ~1600°С попадают в регенераторы, в кото­рых физическое тепло отходящих газов используется для подогрева направляемых в печь воздуха и газа. Регене — раторы^представляют собой прямоугольные камеры, за­полненные решеткой из огнеупорного кирпича, называе­мой насадкой. Объем насадки (рис. 69) регенератора и поверхности ее нагрева определяются специальным теп­лотехническим расчетом.

Для кладки верхних рядов насадок используются тер­мостойкий магнезитохромитовый или форстеритовый (2MgO-SiO2) кирпичи. Форстерит обладает высокой стойкостью против воздействия плавильной пыли. Ниж­ние слои насадок, которые работают в менее тяжелых условиях, чем верхние слои (более низкое содержание пыли и температура 1000—1200 0C), выкладывают из шамотного кирпича.

Борова. Из поднасадочного пространства отходящие газы попадают в борова. Борова служат для подвода газа и воздуха к регенераторам и отвода продуктов сго­рания от регенераторов к трубе или котлу-утилизатору. Их выкладывают из шамотного кирпича, снаружи обли­цованного обычным красным кирпичом.

Перекидные клапаны. Система перекидки клапанов (рис. 70) предназначена для изменения направления потоков газа и воздуха с одной стороны печи в другую. Для этого в боровах, газопроводах устанавливают пере­кидные и регулирующие устройства: газовые клапаны, воздушные клапаны, дымовые клапаны и воздушные задвйжки, переключение которых осуществляется специ­альными устройствами при помощи блоков. Операция перекидки клапанов в современных мартеновских печах автоматизирована.

Система охлаждения печей. Для увеличения стойко­сти кладки и защиты обслуживающего персонала от действия излучения в мартеновских печах предусмотре­ны системы водяного и испарительного охлаждения. Расход воды на охлаждение современных мартенов­ских печей составляет >400 м3/ч. Для уменьшения рас­хода воды водяное охлаждение некоторых элементбв пе­чи заменяют испарительным. Водяное охлаждение при­меняют только для рам рабочих окон и арматуры регу­лирующих клапанов.

Испарительное охлаждение используется в кессонах газовых пролетов головок и некоторых элементов клад-

Рис. 70. Схема перекидных устройств мартеновской печи;

I — воздушные клапаны; 2— воздушные задвижки; 3 — газо­вые клапаны; 4 — дымовые клапаны

Ки печи. Сущность испарительного охлаждения заклю­чается в использовании вместо технической химически очищенной воды, которую можно нагревать до IOO0C и выше без образования отложения солей и накипи. При этом резко сокращается потребность в охлаждающей воде (в 30—100 раз), отпадает необходимость строитель­ства охлаждающих сооружений (градирен и др.). При испарительном охлаждении от охлаждаемого элемента печи отводится как тепло, необходимое на нагревание воды до кипения, так и скрытая теплота парообразова — /

Ния. Дополнительный эффект получается благодаря улучшению условий теплопередачи (кипящая вода обла­дает более^высоким коэффициентом теплопередачи).