CC BY
102
Рис.16. Руководство HWS-Sinto - K.Wilbert с планом линии (a); Dr.C.Muschna отвечает на вопросы специалистов (б); главный металлург Уралвагонзавода В.Байков выясняет тонкости технологии у руководства Georg Fischer (в); вся
делегация у экспозиции отливок Georg Fischer (г)
• для получения отливок из СЧ и ВЧ рекомендовать применение системы (вагранка и индукционный миксер или дуговой миксер постоянного тока; индукционная печь + индукционный миксер, дуговая электропечь + индукционный миксер);
• для отливок серийного и массового производства применение формовочного оборудования с процессом «воздушны поток + прессование» оправдано;
• применение Cold-box-amin-процесса при производстве стержней полностью оправдано и подтверждено опытом;
• целесообразно использовать смесители с вихревым процессом.
Список литературы
1. Буданов Е.Н. Сотрудничество фирмы Laempe с литейным заводами
концерна Georg Fischer AG // Литейщик России. - 2007. - №5. -С. 13-17.
2. Буданов Е.Н. О новых тенденциях развития литейных технологий в
2007 г. //Литейное производство. - 2006. №12.
3. Буданов Е.Н. Опыт модернизации ведущего литейного производства
Германии - завода Fritz Winter//Литейное производство. - 2005. -№5. - С.26-30.
4. Буданов Е.Н. Современное производство по Сейатсу-процессу
сложных отливок типа «корпус электродвигателя» /Литейщик России. - 2006. - №12. - С. 11-16.
А.В. Афонаскин, В.И. Дудоров
Курганский государственный университет
ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОДУГОВЫЕ ПЕЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Дуговые печи постоянного тока (ДППТ), созданные Российской научно-технической фирмой "ЭКТА", могут быть применены для плавки стали, чугуна, цветных сплавов на основе алюминия и меди, восстановительной плавки никеля и кобальта, переработки отходов черных и цветных металлов и в других областях приготовления расплавленного металла или сплава.
ДППТ для плавки различных сплавов очень близки по конструкции между собой. При сохранении основной элементной базы ДППТ различаются между собой фу-теровочными материалами, выбор которых определяется только требованиями технологов, особенностями систем автоматического управления, мощностью источников электропитания. Это позволяет значительно сократить типаж плавильных печей.
Результаты работы ДППТ на промышленных предприятиях показали их технико-экономическую эффективность и целесообразность использования в широком диапазоне емкостей плавильных ванн (от 0,5 до 100 тонн).
Конструкция механической части плавильной ДППТ нового поколения
При разработке механической части ДППТНП использованы все основные элементы дуговых печей переменного тока, по которым накоплен большой опыт производства и эксплуатации.
ДППТНП состоят из частей и механизмов, применяемых в ДСП одинаковой с ней емкостью: стального футерованного кожуха, свода, который может быть водоох-лаждаемым, стен печи, которые могут быть выполнены также из водоохлаждаемых панелей, механизма наклона печи для слива металла и удаления шлака, механизма перемещения графитированного электрода, механизма подъема и отворота свода или выката ванны для завалки печи шихтой, рабочего окна с дверцей. Отличительной особенностью ДППТНП от дуговых печей переменного тока является наличие только одного верхнего графитированного электрода (катода), расположенного вдоль вертикальной оси печи, и подовых электродов (анодов) в подине печи.
Тип печи
ДППТ-6
ДППТ-12
ДППТ-25
Размеры, А Б -1900 0,000 0,000 4000 0,000 5500
мм (ориентировочные)
В
2500 7150 8800
Г
6300 11800 14550
Д
4350 8600 12200
Печи футеруются огнеупорными материалами, применяемыми на ДСП. Стойкость подины при обычных "горячих" ремонтах составляет 3-5 лет или от 5 до 7 тысяч плавок. Подина может быть наварена после "срывов", подвергнута промежуточному ремонту и заменена без замены подовых электродов. Подовые электроды допускают многократное использование при заменах подины печи.
При плавке в ДППТНП могут быть использованы все известные технологические приемы: кип ванны, обработ-
Рис.1. Дуговая электропечь постоянного тока (ДППТ) 1. Механизм наклона; 2. Окно рабочее; 3. Футеровка ванны и свода; 4. Кожух ванны; 5. Стойка; 6. Электрододержатель; 7. Траверса; 8. Механизм подъема/поворота свод; 9. Короткая сеть; 10. Кабельная гирлянда; 11. Трансформатор;
12. Секция преобр. частоты; 13. Реактор
Таблица 1
Техническая характеристика ДППТ для плавки стали и чугуна
Ед. изм. Тип печи
Наименование параметров ДППТ-06 ДППТ-6 ДППТ-12 ДППТ-25
I. Номинальная емкость ванны т 0,6 6,0 12,0 25,0
печи
2. Максимальная активная кВт 600 4000 8000 16000
3.Число графитиров. электродов шт 1 1 1 1
4. Диаметр графитированного мм 150 200 250 400
5.Время расплавления час 0,9 0,9 0,9 0,9
6. Уд. расход электроэнергии на расплавление твердой завалки: - с кислородной продувкой, - без кислородной продувки кВт. ч/т к 450 500 430 470 410 460 410 435
7. Мах расход графитированных электродов не более: - без подачи аргона, - с подачей аргона кг/т -//- 1,5 1,0 1,5 1.0 1,5 1,0 1,5 1,0
8. Напряжение питающей сети кВ 6 6 6 6
ка шлаком, продувка металла кислородом или инертным газом, легирование и процессы, усиленные и ускоренные применением электромагнитного перемешивания.
"ЭКТА" имеет возможность поставлять новые печи ДППТНП и проводить реконструкцию действующих печей переменного тока с остановкой печи для реконструкции на срок до 1-го месяца. Это важно для эффективной реконструкции устаревших ДСП. После модернизации их технологические и технико-экономические показатели значительно повышаются.
При создании агрегата из одного источника электропитания и двух плавильных ванн футеровка обоих ванн может быть основной, кислой или одна ванна может быть выполнена с основной футеровкой, а вторая с кислой.
Миксеры на базе технологий ДППТНП
Для рафинирования, нагрева, выдержки и порционной раздачи стали, чугуна, сплавов на основе алюминия разработаны дуговые миксеры. Конструкция их механической части предельно простая и надежная. От плавильной ДППТНП она отличается отсутствием механизма подъема и поворота свода, меньшими размерами, устройством для заливки расплава. Рекомендуется устанавливать миксерный агрегат, состоящий из одного источника электропитания и двух механических частей (ванн для металла). Из одной ванны идет раздача расплава, температура которого поддерживается кратковременными включениями источника электропитания, в другой ванне ведется накопление расплава, при необходимости обработка шлаком, легирование, удаление неметаллических включений, диспергирование остающихся, науглероживание или обезуглероживание расплава, его нагрев до заданной температуры, выравнивание температуры и химсостава металла, усиленное его взаимодействие со шлаком за счет электромагнитного перемешивания. Режимы работы ванн чередуются, после окончания работы питание миксеров отключается и из них полностью сливается расплав. Выбранная мощность источника электропитания обеспечивает нагрев расплава в высоком темпе и расплавление "козла", который может образоваться в результате внезапного отключения энергии.
Возможны более простые варианты миксера. Это ванна с одним источником электропитания или без источника электропитания. В нем нагрев расплава ведется кратковременными переключениями источника электропитания от плавильной ДППТНП.
Длительные выдержки расплава в ДППТНП сталей, включая высоколегированные, специальных сплавов, чугуна, алюминиевых сплавов показали, что химсостав и другие свойства металлов в процессе миксирования практически не меняются. Науглероживания металла от гра-фитированного электрода также не наблюдается. Так, при плавке стали 08Х18Н10 и выдержке металла в течение 6 часов, содержание углерода увеличилось на 0,005 %, что лежит в диапазоне погрешности замера.
Таким образом, миксеры на базе ДППТНП обладают хорошими технологическими возможностями и имеют перспективу.
Источник электропитания ДППТНП
В состав источника электропитания входит силовой трансформатор с первичным напряжением 6 или 10 кВ и вторичной стороной, представляющей собой четыре трехфазные обмотки, каждая из которых подключена к одной из четырех секций тиристорного преобразователя. Секции тиристорных преобразователей имеют тиристор-ные переключатели, позволяющие включать все секции последовательно, по две секции параллельно и между собой последовательно и все секции параллельно. Это
позволило отказаться от переключателя напряжения трансформатора, поддерживать постоянной мощность печи во все периоды плавки, устанавливая в начале плавки минимальный ток и максимальное напряжение, в середине плавки удваивать ток и в два раза снижать на--пряжение и в завершающей стадии плавления еще раз удваивать ток и в два раза уменьшать напряжение. Система управления тиристорным преобразователем включает в себя микропроцессор, обеспечивающий управление и защиту источника электропитания, перемешивание расплава, защиту основных узлов печи. В цепи постоянного тока включены сглаживающие реакторы. В ряде случаев при переводе ДСП на питание постоянным током могут быть использованы печные трансформаторы и упрощенная схема тиристорного преобразователя.
Источник питания миксера оснащается двухсекционным тиристорным преобразователем, подключаемым к силовому трансформатору.
Высокий КПД использования установленной мощности позволяет увеличивать производительность ДППТНП при реконструкции ДСП без усиления питающих сетей.
Силовая часть источника электропитания, включая печной трансформатор, не имеет электромеханических переключающих устройств, ток дуги с высокой точностью застабилизирован во все периоды плавки. Изменение силы тока осуществляется регулятором тока плавно, без толчков, включая режимы поджига дуги. Это устраняет динамические нагрузки на токоподводы, многократно увеличивает ресурс гибких токоподводов. Источники электропитания просты в обслуживании и надежны в эксплуатации. Они реализуют концепцию широкого взаимодействия силовой установки с параметрами новых технологических процессов, экологией и требований "Закона об электромагнитной совместимости".
Особенности электроснабжения ДППТНП
Введение "Закона об электромагнитной совместимости" заставляет предприятия нести затраты на снижение вредных воздействий ДСП на питающие энергосистемы. Перевод ДСП на питание постоянным током облегчает эту задачу.
Электроснабжение ДСП по сравнению с электроснабжением спокойной нагрузки требует существенных дополнительных затрат. Это обусловлено необходимостью: согласования номинальных мощностей печных и сетевых трансформаторов, борьбы с колебаниями напряжения, применения регулируемой компенсации реактивной мощности, устранения влияния высших гармонических составляющих тока на питающую сеть, учета низкой надежности основного электрооборудования.
Согласование номинальных мощностей печных и сетевых трансформаторов обусловлено ударным характером нагрузки ДСП с учетом эксплуатационных коротких замыканий. Принимая во внимание стандартный типовой ряд сетевых трансформаторов, их номинальная мощность должна быть в 1,5-1,6 раза выше номинальной единичной либо эквивалентной мощности печных трансформаторов. В условиях действующих производств это сдерживает реконструкцию, так как требует существенных изменений всей системы электроснабжения.
В случае применения ДППТНП ударный характер нагрузки практически устранен. Соотношение номинальных мощностей сетевых и печных трансформаторов могут быть приняты 1,15-1,25, что существенно снижает установленную мощность сетевого оборудования при новом строительстве и не создает проблем при модернизации действующих печей с увеличением их производительности.
Необходимость устранения колебания напряжения при работе ДСП в подавляющем большинстве случаев требует применения устройств быстродействующей динамической компенсации. Их мощность соизмерима либо существенно (до двух раз) превышает мощность печного трансформатора.
ДППТНП практически не создает резко переменной нагрузки. Это достигается соответствующим специальным регулированием тиристорного преобразователя источника питания печи во все периоды плавки, стабилизацией тока дуги с заданной точностью, оптимизированной для каждого периода плавки.
Применение регулируемой компенсации реактивной мощности в системе электроснабжения ДСП обусловлено существенными изменениями средних значений активной и реактивной мощностей на разных этапах плавки. В ДППТНП режим ведется таким образом, чтобы мощность, потребляемая из сети, практически оставалась неизменной на всех этапах. Достигается это изменением схемы соединения тиристорных мостов (последовательное, последовательно-параллельное, параллельное). Таким образом, согласованное изменение напряжения и тока дуги в четыре раза не приводит к изменению мощности дуги, что позволяет полностью отказаться от регулирования мощности компенсирующих устройств. Кроме того, существенно меняются требования к регулированию вторичного напряжения печного трансформатора. Печной трансформатор выполняется только с ПБВ ±2,5 %. При этом снижаются габаритная мощность и цена трансформатора.
Гармонический состав тока ДСП содержит весь спектр высших гармонических составляющих при максимальном значении тока третей гармоники. Применение устройств динамической компенсации для борьбы с колебаниями напряжения приводит к существенному увеличению гармонических составляющих (в среднем в 1,22 раза в зависимости от номера гармоники тока), что требует завышения мощности фильтрокомпенсирующих устройств.
Гармонический состав тока ДППТНП определяется принятой схемой выпрямления (6- либо 12-пульсная схема), углами управления и коммутации. Для практических проектных расчетов может быть рекомендован коэффициент 0,7-0,8 от максимальных значений гармоник составляющих тока для принятой схемы выпрямления.
Фактически требуемая мощность фильтрокомпенсирующих цепей ДППТНП по сравнению с ДСП ниже даже при отсутствии динамической компенсации у последних.
Совокупность изложенных выше факторов позволяет утверждать, что, применительно к печному агрегату, его нельзя рассматривать изолированно от системы электроснабжения. Сопоставления ДСП и ДППТНП должны выполняться комплексно с учетом всех сопутствующих факторов. При этом дополнительные капитальные вложения в систему электроснабжения ДСП практически компенсируют (в ряде случаев существенно превышают) стоимость источника питания ДППТНП.
Таким образом, несмотря на более высокую стоимость источника электропитания ДППТНП, стоимость оборудования электропитания новой или реконструированной печи может быть ниже стоимости электрооборудования ДСП.
Подовые электроды, футеровочные материалы
Подовые электроды (ПЭ), размещаемые в подине печи, являются одним из основных ее элементов. Они служат для подвода тока к шихте и расплаву, а в ДППТНП являются одним из основных элементов системы перемешивания расплава, обеспечивают работу с полным
сливом расплава, горячие ремонты подины, ее взрыво-безопасность и долговечность.
Подовый электрод представляет собой стальную трубу, которая внутри методом электрошлакового литья заполнена медью. Нижний торец подового электрода соединяется с токоподводом, выше которого расположены каналы охлаждения. Подовый электрод устанавливается таким образом, чтобы каналы охлаждения были вне кожуха печи, а его основная часть располагалась в нижней трети футеровки подины. К боковой поверхности стальной трубы приварены стальные листы, соединяющие подовый электрод с расплавом. Внутри подового электрода расположены датчики температуры, связанные с системой сигнализации и блокировок. Подовый электрод имеет практически неограниченный ресурс, так как при смене футеровки меняются только стальные листы, а смена футеровки подины проводится через 2-5 лет. Заправка подины ДППТНП отличается от заправки ДСП тем, что в район подовых электродов подают заправочную смесь с металлической высечкой и, перед сливом металла, через расплав на подовые электроды подают 2-5 кг кусковой шихты для подмораживания его рабочей части и электрического контакта после последующей завалки шихты. После 50-100 плавок подачу кусковой шихты в связи с завершением металлизации подины прекращают.
Чу
Рис.2. Подовый электрод ДППТУ (современная конструкция)
Высокую работоспособность ПЭ в ДППТНП также обеспечивают электрические режимы плавки, при которых ПЭ в начале плавки загружены одной четвертой номинального тока и постепенно покрываются холодным расплавом, затем ток увеличивают в два раза и только в конце плавки ток доводят до номинального значения.
От разрушающего действия расплава при высокой скорости его движения подовый электрод и подину печи защищает система сброса вихревых потоков и перемешивания расплава, осуществляемая регулятором источника электропитания. Контроль температуры тела подового электрода предотвращает его разрушение и износ подины при ошибках персонала в процессе эксплуатации печи. Таким образом, подина ДППТНП с подовыми электродами надежна в эксплуатации и полностью взры-вобезопасна.
Футеровка подины, стен и свода ДППТНП по конструкции и применяемым огнеупорам не отличается от ДСП. В ДППТНП, как и в ДСП, могут широко использоваться водоохлаждаемые элементы стен и свода.
Катодные узлы ДППТНП
ДППТНП, как правило, оснащаются одним графити-рованным электродом без специальных требований к качеству материала.
Расход электродов на ДППТНП лежит в пределах 0,8-1,5 кг на тонну расплавляемого материала в отличие от ДСП, в которых расход графитированных электродов составляет в зависимости от печей и технологий 4,5-18,0 кг на
тонну расплава. Сокращение расхода графита является одной из важных экономико-образующих статей при реконструкции ДСП с переводом в режим ДППТНП.
Экономии графитированных электродов способствует трехкратное сокращение действующих на печи электродов, отсутствие анодных пятен привязки дуги на электроде, его длительная работа на пониженном токе в процессе плавки, отсутствие поломок электродов, вызываемых обрушениями шихты. Последнее объясняется изменением формы проплавляемого в шихте электрической дугой колодца. Этому способствует первый период расплавления шихты, проводимый при высоком напряжении на дуге, малом токе и низкой плотности тока на электроде. При этом в шихте формируется не узкий колодец, в который погружается электрод, что наблюдается в ДСП и печах постоянного тока зарубежного производства, а широкая воронка, внутри которой обрушение шихты на электрод не наблюдается.
Измененный процесс расплавления шихты позволил использовать комбинированные электроды, состоящие из короткого графитированного электрода, закрепленного на водоохлаждаемой штанге. Без использования нового вида плавки водоохлаждаемые штанги неработоспособны, так как при загорании электрической дуги в узком колодце между штангой и шихтой и обрушениях шихты водоохлаждаемые штанги разрушаются.
Комбинированные электроды позволили решить ряд важных задач. При выплавке специальных сплавов в электроде выполняется сквозное отверстие, через которое в дугу подают аргон, защищающий специальные сплавы от окисления или смесь азота с аргоном для производства азотированных металлов, или кислородоаргоновую смесь для глубокого обезуглероживания расплава. При подаче аргона через электрод его эрозия составляет 0,4 кг на тонну расплава, подача кислородоаргоновой смеси увеличивает расход графитированного электрода на 1215 %. Комбинированный электрод позволяет резко (с 2532 А/см2 до 60-80 А/см2) поднять допустимую плотность тока в электроде. Это позволяет при создании печей большой емкости использовать электроды диаметром до 610 мм, выпуск которых широко освоен промышленностью, что значительно снижает их стоимость.
Для специальной электрометаллургии были разработаны и многие годы успешно эксплуатировались в промышленности металлургические плазмотроны. Катод плазмотрона выполнялся из легированного вольфрама, закрепленного на медном, водоохлаждаемом электро-додержателе. Электродный узел устанавливали внутри водоохлаждаемого кожуха. Вольфрамовый катод проходил через отверстие в медном сопле и в зазор между ними подавали аргон. Вдоль электрода был организован второй контур подачи газа, через который подавался любой плазмообразующий газ. На плазменных печах была освоена выплавка более 240 марок сталей и специальных сплавов, меди, сплавов на основе алюминия, восстановительная плавка никеля, кобальта, ниобия, тантала (последние плавили в медных кристаллизаторах) и др. Достоинством ДППТНП является возможность реализации всех перечисленных процессов на принципиально более простом оборудовании.
Перемешивание расплава в ДППТНП
Разработанная система перемешивания расплава в ДППТНП обеспечила не только равномерное распределение температуры и химсостава расплава, быстрое растворение легирующих элементов и большую эффективную поверхность взаимодействия расплава и шлака, но и позволила эффективно обеспечить передачу энергии от дуги в расплав, осуществить защиту подины и подо-
вых электродов от воздействия скоростных вихревых потоков в расплаве.
Перемешивание расплава в ДППТНП осуществляется за счет взаимодействия тока, протекающего через расплав, с электромагнитным полем протекающего тока. Для реализации процесса в подине печи устанавливают не менее двух подовых электродов, смещенных от осей симметрии подины. Опорное пятно дуги размещается по центру расплава. Благодаря этому в расплаве вектор тока имеет ярко выраженные вертикальную и горизонтальные составляющие. Взаимодействие собственного электромагнитного поля с током вызывает интенсивное перемешивание расплава в вертикальной и горизонтальной плоскостях с максимальной скоростью движения набегающего потока расплава под дугу и из под дуги вглубь расплава. Такой характер движения расплава наблюдается в любой ДППТ с распределенным по площади подины токоподводом к расплаву, но он неустойчив во времени. Через относительно короткое время под анодным пятном дуги и над подовыми электродами формируются вихревые потоки, а движение основной массы расплава прекращается. Поэтому была разработана система поддержки оптимальной формы перемешивания расплава и сброса вихревых потоков, разрушающих футеровку подины печи и подовые электроды, осуществляемая с помощью регулятора электрического режима источника электропитания
Важным следствием введения новой системы перемешивания, связанной со специальной организацией режимов плавления, явилось резкое снижение расхода электроэнергии при выплавке металла.
Автоматическое управление электрическим режимом ДППТНП
Для управления механизмами печи, кроме механизма перемещения электрода, применяется система, принятая для печей переменного тока. Сохраняется полностью также система контроля и блокировок, в которую добавляются цепи контроля за состоянием подовых электродов и соответствующие блокировки.
Система управления электрическим режимом заменяется полностью. Предусматривается независимое управление током и напряжением дуги, обеспечивающее реализацию концепции ведения режима плавки: перемешивание расплава, защиту футеровки, снижение угара металла, пылегазовыбросов и шума, генерируемого печью во все периоды плавки, а также колебаний мощности нагрузки.
Особенности организации системы пылегазоочи-
стки
Перевод ДСП в ДППТНП позволяет резко сократить производительность системы пылегазоочистки, так как выбросы становятся ниже уровней ПДВ и ПДК. Пылега-зовыбросы в процессе расплавления шихты при значительном уменьшении угара металла уменьшаются в 7-10 раз. Это происходит при отсутствии принудительной прокачки воздуха через печь. При ведении рудного кипа интенсивные пылевыбросы также отсутствуют, а образующаяся окись углерода догорает до С02 при выходе из печи.
Поэтому в своде печи выполняется второе отверстие, через которое из печи свободно выходят образующиеся при плавке газы, которые забираются установленным над печью зонтом и поступают в систему вентиляции. Выбор производительности системы пылегазоулавливания зависит от качества шихты, технологического процесса и производится для конкретных условий.
Как показали замеры при работе 25-тонной электродуговой печи постоянного тока, уровень пылегазовыбросов из печи при выплавке углеродистой стали в пер-
вый период плавки составил 0,52-0,97 кг/т. Газы содержали 35-50 %СО; 8,2-9,4 % С02; 0,4 %02; 0,0002-0,0003 % 1\102 и № остальное. При выходе из отверстия в своде печные газы догорали и содержание СО снизилось до 0,50,8 %. Отходящие газы затем засасывались в систему газоудаления, в которой поддерживался расход газовоздушной смеси около 30000 м /ч, где разбавлялись вредные примеси и их содержание уменьшалось ниже уровня ПДК и ПДВ, что позволяет не оснащать агрегат системой пылегазоочистки. После перевода дуговых печей
переменного тока ДС-5МТ на питание постоянным током на ОАО "Курганмашзавод" при увеличенной производительности печей пылегазовыбросы оказались ниже ПДВ и ПДК при плавке стали НОГ 13Л, чугуна, конструкционных и нержавеющих сталей. При интенсивном окислительном процессе, проводимом после расплавления шихты, объем отходящих газов и содержание пыли в нем зависит только от количества примесей в расплаве, которые перед началом окислительного процесса следует определить и оптимизировать, темп их окисления, сдер-
Таблица 2
Дуговые печи постоянного тока в мировой практике (Информация предоставлена НТФ "ЭКТА")
Страна Год Фирма-изготовитель Город Фирма-заказчик Кол- во, ШТ Емк., Т
Южная Корея Донгкук Стил Донгкук Стил Инчон Пусан Хаман Донгкук Стил Донгкук Стил Хан Кук Стил энд Милл Ко 1 1 100 120 50
Италия 1988 Италимп. - - 50
|Япония 1988 1988 1989 1990 1990 1990 1991 1991 1991 1991 1991 1991 1992 НКК Ниппон Стил НКК Кавасаки Стил Клесим Констил НКК Клесим Клесим Клесим Клесим Тойохаши Хошизаки Киуши Мидзусима Нагоя Накаяма Кавасаки Накаяма Окаяма То пи-Индастриз Дайдо Стил Токио Стил Дава Стил Кавасаки Стил Куоси Стил Куоси Стил Накаяма Стил Дайва Денки Дайва Стил Дайдо Стил Накаямо Стил Токио Стил 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 35 25 130 110 100 120 60 100 100 120 75 75 150
США 1985 МАН-ГХХ Дарлингто Нукор Корп. 1 32
1986 АСЕА Тампа Флорида Стил 1 35
1989 АББ Дойч Чартер Стил 1 60
1991 Фест-Альпин Тампа Флорида Стил 1 60
1991 Хикмен Нукор Корп. Н укор 150, 100
1993 Питсбург Корп. 1 н/д
Швеция 1981 АСЕА Мефос АСЕА 1 7
1982 АСЕА Мефос АСЕА 1 32
1984 АСЕА - - 1 18
Германия 1982 1984 1988 МАН-ГХ АСЕА-КРУПП Крейцталь Авеста Виттен Шлоеман- симаг Крупп Тиссен Эделынталь-верк 1 1 1 12 55 110
Франция 1979 ИРСИД Мозьер-ле-Мец ЛЕЦЕС 1 6
1985 Клесим Трит-сант-Легер СМЕ 1 85
Малайзия 1991 ABB Пенанг Соутерн Айрон энд Стил Уоркс 1 70
Таиланд 1991 МАН-ГХХ Бангкок НТС Стил Групс & Со 1 75
Турция 1992 ABB н/д н/д 1 80
Индия 1992 Клесим Хазира Эссар Гуйарат 3 150
Тайвань 1993 Клесим н/д Тунг Хо Стил Энтп 1 110
живая тем самым чрезмерное образование пыли и газов. Окислительный период в завершающей стадии расплавления позволяет экономить электрическую энергию, однако эта экономия себя не окупает, если достигается за счет угара полезных составляющих шихты. В ДППТНП при использовании качественной шихты окислительный период может не проводиться, в этом случае производительность системы пылегазоудаления определяется требованиями первого периода. Значительным преимуществом ДППТНП является отсутствие заметных тепловых потерь с отходящими газами. Это удешевляет систему пы-легазоочистки и позволяет повысить ее эффективность.
Для более крупных печей строительство пылегазоо-чистки потребуется, но ее мощность и производительность уменьшены.
При плавке цветных металлов вредное влияние на экологию при получении высококачественного литья уменьшается за счет резкого уменьшения испарения цветных металлов и их угара. При плавке сплавов на основе алюминия или переработке вторичного сырья высокое качество металла, связанное с глубоким удалением газов и неметаллических включений, достигается без использования хлоро- и фторсодержащих флюсов.
Промышленные характеристики ДППТНП
НТФ "ЭКТА" предлагает реконструкцию действующего парка ДСП любой емкости с реализацией описанных выше показателей. Кроме того, разработан и сертифицирован типовой ряд новых печей, параметры которого также соответствуют параметрам реконструируемых ДСП.
Типовой ряд включает в себя печи ДППТУ-0,5; 1,5; 3; 6; 12; 25 с соответствующей емкостью по стали, чугуну, меди, никелю, кобальту и по сплавам на основе алюминия - 0,5; 1,5; 3; 5; 10 т. Средний удельный расход электроэнергии на расплавление черных металлов - 420-460 кВт.ч/т, сплавов на основе алюминия и меди - 340-380 кВт.ч/т. Удельный расход графитированных электродов -не более 1,5 кг/т жидкого.
Среднее время расплавления под током черных металлов - 35-45 минут, сплавов на основе алюминия и меди 20-30 минут. Пылегазовыбросы из печей, как правило, ниже уровней ПДВ и ПДК при работе с вентиляцией без газоочистки. Угар шихты не выше 1,5 %, потери ферросплавов на 70-95 % ниже потерь в ДСП. Уровень шума на 15-20 дБА ниже шума ДСП.
На базе типоряда могут быть поставлены дуговые миксеры постоянного тока. Для Ярославского моторного завода (ОАО "Автодизель") разработан миксерный агрегат ДМПТУ-12АГ с параметрами: емкость 12 тонн, часовая производительность по чугуну - 40 т, установленная мощность - 4,5 МВА, 2 ванны миксерования.
На ДППТНП возможен переплав любого вида шихты, включая стружку, шлаковые съемы, крупногабаритный лом.
При производстве черных металлов за счет "быстрых технологий", обеспеченных возможностями печей, обработка расплава с окислительным и восстановительным периодами не превышает 30-40 минут.
Как правило, механические свойства металла, выплавленного в ДППТНП, выше механических свойств металлов, получаемых из печей других типов. Основные преимущества ДППТНП перед другими печами следуют из изложенного выше материала.
По желанию Заказчика НТФ "ЭКТА" может разработать ДППТНП любой емкости. Фирма имеет лицензии Госстроя и Госгортехнадзора России на право ведения всего объема проектноконструкторских работ и поставку оборудования с дальнейшим шефмонтажом и пускона-ладкой.
М.Д. Филинков
Курганский государственный университет
УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА СЕРОГО ЧУГУНА МОДИФИЦИРОВАНИЕМ SI-РЗМ-ЛИГАТУРОЙ
Приведены результаты исследования влияния редкоземельной лигатуры ФС 50 РЗМ 30 на газосодержание отливок из РЗМ-чугуна. Установлена зависимость степени дегазации расплава от продолжительности выдержки его в ковше, температуры и величины гранул модификатора. Разработана и реализована промышленная технология модифицирования.
Существенное влияние на качество машиностроительной продукции оказывают изделия литейного производства. От качества отливок, оцениваемого уровнем механических свойств, геометрической точностью, газосодержанием металлов, величиной припусков на механическую обработку и усадку, наличием литейных дефектов различного происхождения, в значительной мере зависит объем затрат, производительность труда и себестоимость механосборочного производства. Брак отливок, возникающий в процессе производства, составляет существенную долю в общих потерях металла [1].
Интенсификация технологических процессов, ускоренная разработка и внедрение прогрессивных методов производства высококачественных отливок из конструкционных чугунов с более высокими технико-экономическими показателями по качеству, размерной точности, снижению массы и др. является неотъемлемой задачей специалистов литейного производства.
Трудоемкость заготовительной стадии производства литых изделий в машиностроении составляет около (32-35)% суммарной трудоемкости основного технологического процесса, и доля ее постоянно возрастает [1]. Это подтверждает основную тенденцию развития современного машиностроения к перемещению формообразования деталей из механообрабатывающих цехов в заготовительные, где создаются новые и совершенствуются действующие технологические процессы, обеспечивающие максимальное приближение формы и размеров отливки к готовой детали.
Качество отливок, а соответственно и создание оптимального технологического процесса во многом определяется своевременным устранением вышеназванных причин.
Согласно изложенному целью настоящей работы является обобщение материалов исследования, разработки и промышленного освоения прогрессивной технологии изготовления корпусных отливок из серого чугуна путем его модифицирования малыми добавками Si-РЗМ-лигатуры.
Для получения РЗМ-чугуна при индукционной плавке в расплав исходного серого чугуна марок Сг20, Сг25, ГОСТ 1412-79, вводили лигатуру, выплавляемую на одном из предприятий г. Челябинска (т. 462-13-38) на основе кремния и церия марок ФС (30-50) РЗМ20 по ТУ 14-5167-87, в состав которой входили церий (20%), лантан (6,5%), неодим (3,0%)и празеодим (3,5%).
В процессе работы были установлены некоторые закономерности влияния РЗМ-лигатуры, вводимой в расплав чугуна в количестве 0,08-0,10%, на его газосодержание, структурное состояние, механические свойства и размерную точность отливок.
Температуру расплава измеряли платино-платино-родиевой термопарой погружения и перед введением
