Кенді термиялық пештер

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 17 из 22Следующая ⇒

Кенді термиялық пештер (КТП) электр жабдықтау сенімділігі бойынша екінші категорияға жататын және жоғары бірлікті қуатқа ие химия және метооургиядағы негізгі технологиялық агрегаттармен негіз болып табылады. КТП-да қайта өңделетін материалдардың қыздырылуы еріген материал және электрлік доға, шихта, электродтар бойынша ток ағуы кезіндегі туындайтын жылу есебінен өндіріліеді. КТП-да алынатын өнімдердің тізімдемесі айтарлықтай кең: олар толық кесектермен алынған қатты дене, сұйық ерітінді, газ немесе бу түрінде пештерден шығарылуы мүмкін.

Қара металл металургиясындағы КТП ферроқорытпа – кремнийлі темір қорытпаларын, маргенецті, хромды, вольфрамды қорытпаларды алу үшін қолданылады.

Ферро қорытпаларды алу үшін шикізат ретінде кен және концентраттар қызмет етеді. Ферросилиция ферромарганец және феррохромды негізгі қорытпаларының өндірісі кезінде – көп металлдан тұратын кендер қолданылады.

Ферровольфрам, ферромолибденді, ферровандня, ферротитин және с.с өнідіріс кезінде кен ізділігінде аз құрамды үшін оларға негізгі элементтің оксидтерінің жоғары құрамымен, пайдалы құрауыштармен толықтырады.

Ферро қорытпаларды, қалпына келтіргіш – көміртек, кремний және алюминийді пайдалана, сәйкес металл оксидтерін қалпына келтіріп алады. Көміртекпен қалпына келтіру реакциясы үлкен жылуды жеткізуді талап етеді.

Кремний ферросилиция өндірісі үшін қатты көміртек көмегімен қалпына келтіреді:

SiO₂ + 2C = Si + 2Co – 635096 Дж.

Пештің жекелеген бөліктерінде қылпына келтірушінің артылуы кезінде кремний карбиді түзіледі:

SiO₂ + 3C = SiC+2CO

Олар ары 0арай былай бөлінеді

2SiC +SiO₂ = 3Si + 2CO

Ал темір болған кезде ферросилиция алынады

Si+Fe=FeSi

Қорытпа тәулігіне ожауға 12-15 рет бөлініп және құймаға құйылады. Ферромарганец өндірісі кезінде құрауыштар болып MnO₂, Mn₂O₂және Mn₃O₄, кокс және болат жоңқалы құрамды марганецті кендер табылады. Соңғы кезеңде үрдіс келесі реакция бойынша өтеді

Mno + C = Mn + CO – 288 200 Дж.

Келесі реакциямен бірге

3MnO + 6C = 3MnC + 3CO-780 800 Дж

Және ары қарай

Mn + Fe = FeMn

Түзілген қоқыс және металл 1-1,5 сағат арқылы пештен алынады. 1 т көміртекті ферромарганец ерітуі кезінде 2600 – 2700 кВт*сағат электроэнергия шығындалады. Феррохром өндірісі кезінде 62% CrO₂, FeO, MgO, Al₂O₃, SiO₂және коксиктан тұратын хромды кен қолданылады.

Үрдістің нұсқаларының бірі келесі реакция бойынша өтеді:

(1/3) Cr₂O₃ + C = 2/3Cr + CO – 270 100 Дж.

(1/3)Cr₂O₃ + 9/7C =2/21 Cr₇C₃ + CO – 250 200 Дж.

Хроммен қалпына келітірлген темір қорытпасы және қоқысты пештен, оларды ажыратуы, және одан кейін феррохромды құймаға құйатын үш есе құймалы ожауға жіберді. 1 т феррохромға 3500-3600 кВт*сағ электр энергия шығындалады. Ферроқұймалардың алынған құймаларын сапалы болаттарды еріту кезінде КТП-ға қосады.

Түрлі түсті металургияда электропештерде мысты концентраттардың құймалары, никель қышқылының қалпына келтірілуші ерітінділері өндіріледі. Қалпына келтіргіш сапасында тас көмірлі коксик немесе кокс, сүрлі көмір қолданылады. Үрдіс келесі рекция бойынша өтеді:

NiO + CO = NiCO₂;

CO₂ + C = 2CO; NiO+C =Ni + CO

Жолайтүзілген никель карбиді Ni₃C реакция бойынша енгізіледі

Ni₃C + NiO = 4Ni + CO

Еріту үрдісі – периодты, ұзақтылығы – 5-7 сағат. 1 тонна никельді өндірісі кезінде, 16-18 кг электродтар, 1100 – 1200 кВт электр энергиясы шығындалады.

Электротехнологиялық химиялық өндірісіндегі КТП келесі үрдістерді жүргізу кезінде қолданылады.

Фосфорды алу келесі реакция негізінде

Ca₃P₂O₈ + 5C + 3SiO₂ 3CaSiO₃ + 5CO + P₂

Бұған пешпен пайдаланатын 40 %-ға жуық энергия шығындалады.

Фосфорлы өндірісдің шикі заты болып, Қаратау бассейндерде болатын фосфорлы – біздің еліміздегі фосфорлы өнеркәсіпте негізгі шикізатбазасы кендері табылады.

Алынған фосфорды негізгі бөлігі (90%), өз кезегінде жума құралдары, тамақ және қорек фосфоттары өндірісі үшін шикізат рөлінде қызмет ететін фосфорлы қышқылға шығындалады.

Технологиясында синтетикалық каучукті, пластмассаны, химиялық Литейлі өндірісі, химиялыұ талшықты, сонымен қатар ацетилен өндірісінде келесі қолданыс үшін калций карбидін алу, келесі реакцияларға негізделген

СаО + 3С 3CaС₂ + СО

Шикізат сапасында әк және кокс немесе антрацит қолданылады. 1 т калций карбибінің өндірісі кезінде 2500-тен (қуатты пештер) 4000 кВт*сағ (аз қуатты пештер) дейінгі электр энергиясы шығындалады. КТП-да алынған абризді материалдар –2500-2900 кВт*сағ/т энергия шығынымен электрокроунд, 1365-1620 энергия шығынымен ақ электрокроунд және электрокронудтардың басқа түрлері ұнтақтарды және кескіш аспаптарды дайындау үшін қолданылады.

КТП-ны қолдану аумағындағы маңызды орынды металлургиялық агрегаттар, әйнек дәнекерленген пештер футеровкасына баратын, электр ерімелі отқа төзімділерді алу алады. Бұл жерде шикізат болып глинозем, циркон және кварц құм табылады. Ашық доғамен еріту әдісімен алынған отқа төзімділер – ОКБ – 213, ДС – 0,5 әртүрлі маркалы пештердегі корунд пен бакор жоғары тазалыққа, тығыздыққа ие.

Оларды алу кезінде бөлінген электр энергиясының шығыны тоннасына 1800-2300 кВт*сағат шамасында болады. Мұнда тек қана негізгі біршама массалы және энергосыйымдылықты өндірістер есептелген, онда ол, басқа доғалы кедергі пештерінде орындалатынбасқа үрдістердің тізілімі сияқты айтарлықтай кең және графиттің, серокөміртектің және басқа да көптеген заттардың өндірісін өзіне алады.

КТП-ның жалпы белгілері болып табылады:

1. Шихтаның бөлінген электрлік кедергісі температураның көтерілуі кезінде қатты өзгереді. Суық жағыдайда ол электр өткізбейді, ал еріген түрде ол өткізгіштігі заттық құрамнан және температурадан тәуелді ионды ерітіндіні ұсынады. Ток өткізуге қатысатын, ерітінді мен шихтаның көлемі температураның өзгерісі кезінде өзгереді. Бұл әртүрлі токтардың өткізгіштерінің параллельді болу мүмкіндігін анықтайды -шихтаның сызықсыз белсенді кедергісі және ерітіндісі және электр доғасы.

2. Шихтаны түрлендіргіш температурасы 1200 -2200 К-ді қүрайды, ол өнімнің бірлігін шығаруға электр энергиясының бөлінген шығынының жоғарылығын және қуатты энергетика шаруашылығының болуын анықтайды.

3. Жұмыстың 1-2 жыл аралығындағы үздіксіз тәртібі.

4. Жұмыстың электрлік тәртібі қатысты салмақты (КТП-дан қарағанда); ток соққысы және пайдаланылатын қысқа тұйықталу жоқ.

6.10 сурет. Аз қоқысты және қоқыссыз үрдістер үшін пеш сұлбасы

КТП құрылымы әртүрлілігі өңделетін химиялық құрамның күрделілігімен және әртүрлілігімен, сонымен қатар өндірілетін өнімнің үлкен кешенімен байланысты. Үрдістердің және пеш сұлбаларының бес негізгі мақсатты түрде бөлінісі ұсынылады.

1. Аз қоқыссыз немесе қоқыссыз (6.10 сур) – ферроқорытпаларды, кальций карбидін алу.

Үш фазалы қозғалыссыз жұмыс кеңістігіндегі пештерде 3 шихтаға жүктелген, 2 электроұстағыштармен бекітілген, 1 электродтар болды. Доғалар «тигл» деп аталатын 4 тұтанбалы шихтамен түзілген, 5 газды қуыстағы қорытпаларға электрод торцтарымен жанады. «Тигл» қабырғаларының еру шамасы бойынша 6 ваннаның тереңдігі ұлғаяды және шихталардың сөнуі өтеді. Шихталардың жүктемесі газдарға айналатын 10 конустық тығыздама түзілетін электродтар өндіріліеді.

Пеш шахталарының 9 қабырғаларын және оның 7 жылжымасын көмірлі бұрышты болктардан дайындайды. Металлды құюды 8 құйма арқылы, ерітіндінің құйылу өлшемі бойынша өндіреді.

6.11 Көп қоқысты үрдістер үшін пеш сұлбалары

2. Көп қоқысты үрдістер (6.11 сурет) – фосфор және басқаларын алу. Осы аталған үрдістер үшін КТП шығарылыммен дөңгелек немесе тік төртбұрышты үш немесе алты электродтармен 6 металл және 8 қалдық арқылы қозғалыссыз. Балқыманың беттік бөлігінде қалдық қабығы болады. Ток 5 доға, 9 қалдық және 7 қорытпа арқылы өтеді.

10 шихтаның жүктемесі 2 аспабы және 3 күмбезшедегі герметиктейтін жұмыс кеңістігінде өтеді. Түзілетін газдар 4 сорып алушы арқылы жойылады.

3.Тазартылған пештер аталған жұмыс кеңістігіне ие және жұмысының периодтылығымен ерекшеленеді: пеш иілісі кезіндегі құйма жүктемесі.

4. Блок үрдістер – электрокорундтарды, ферровольфрамдарды алуда. Құйманың жоғары температурасын көрінуінде пештен оны құйып алу мүмкін емес болып табылады, ол үлкен емес тереңдікте қатады және шихтаға үстемелеу шегінде және оның доғамен еруі сомдардың өсуімен түзіледі. Ваннаны толтырғаннан кейін сүргілейді, салқындатады және блокті келесі бөлу, ұнтақтау, алмас арамен кесу үшін шығарады.

5. Отқа төзімді қорытпасын мақсатты түрде шихтаға бірітіндеп себумен ашық доғаға енгізеді. Көмір жағуды азайту мақсатымен қорытпаны доғаның белгілі ұзындығында ұстап тұру керек, құймаға себіндімен және оынң еруінен қорғайтын, электродтардың қырлы беттерін майламамен жабады. Қорытпа құймасы толтырылған пеш шамасында өндіріледі.

КТП-да үш түрлі электродтар қолданылады бұрыштық, 1200-1400 мм дейінгі диаметрмен, графиттелген 800 мм-ге дейінгі диаметрмен және өздігінен бірігетін 2000 мм-ге дейінгі диаметрмен немесе тік төрт бұрышты 3200х850 мм өлшемді. Өздігінен бірігетін электротар, бетінен паста тәрізді электродты жыныспен толтырылған, 1,5-5 мм қалыңдықты болат дөңгелек немесе тік төртбұрышты ұсынады. Пеш кірісі алдында ток және пен жылуы әсерінен электродты масса бірігеді және 7,6 А/см² дейінгі тығыздықты токті өткізеді. Электроддың қабығын жану шарасында массамен өсіріліп және толтырылады, ол пештің үздіксіз жұмысын қамтамасыз етеді. Өздігінен бірігетін электродтарда бөлінген электрлік кедергі бұрыштыққа қарағанда 2-3 есе үлкен, және тазартылғандардан қарағанда 5-10 есе үлкен. КТП жүктеме кедергісі ДСП-ға қарағанда төмен, сол үшін пешті трансформаторлардың екінші кернеуі төмен, ал ток сондай қуатта 1,5-2 есе үлкен. Бұдан мынадай қорытынды шығады: РТП-нің қысқа желісінде қуатты және күрделі.

6.12 сурет. Мысты-термиялық пештің қысқа желілі сызбасы:

1 – трансформатор; 2 – иілгіш компенсаторлар; 3- құбырлы шиналар пакеті; 4 – қозғалмайтын тоспа, 5- иілгіш таспалар; 6 – қозғалмалы тоспа; 7 – электродтар;

6.13 сурет. Пештердің орын басу сұлбасы.

Онда активті және индкутивті кедергіні, фазалар жүктемесінің симметриялығын қамтамасыз ету бойынша шаралар қолданылады.

6.12 суретте РКЗ-48Ф кенді термиялық пештің қысқа желісі келтірілген. Құбырлы шина пакетінің суытылуы ток жүретін құбыр арасымен ағатын сумен іске асырылады.Қысқа желі конфигурациясы, токтің қарама қарсы бағытындағы өткізгіштер бірі біріне мүмкіндігінше жақын орналасатындай жасалған. Бұл реактивті кедергінің өлшемін және қысқа желідегі кернеудің түсуін төмендетеді.

Біршама қуатты тік бұрышты ванналы РТП алты электродтарға ие, олар сызықтарға орналасқан, және екі үш фазалы, болмаса үш бір фазалы трансформаторлармен қоректенеді.

РТП электрлік сипаттамалары электрлік қоректенудің осы сұлбасына сәйкес келетін және жұмыс жағыдайындағы пештерге токті тарату ерекшеліктерімен анықталады.

Электромагнитті әрекеттердің күрделілігі, нұсқалары 6.13 а-д суреттерінде келтірілген өзара әрекетті пештердің алмасытырылған қарапайымдатылған сұлбалары құрайды.

Сәйкес түрлендіруден кейін ванна кедергісі анықталады:

Симметрялық электродтардың орналасқан дөңгелек ванна үшін, егер , онда

Жабық доғалы үрдістер есебі мәнід күрделірек.

6.13 суретте көрсетілген үш фазалы орындаудағы ванналар үшін , мұндағы

6.14 сурет. Симметриялы пешті орнатудың аралас сұлбасы

Пеш пен электрод арасындағы ванналардың тәжірибелік анықталған кедергісі . Аталған РТПға өлшем, ерекже ретінде токпен пеш кернеуі байланысы сызықтық және Ом заңына бағынады. 6.14 суретте симметриялы пешті орнатудың аралас сұлбасы келтірілген және ДСП үшін рұқсаттармен құрылған.

/ ;

Фаза қуатын орната, барлық пештің қуатын алады.

Симметриялы емес пешті орнатылым үшін, тік төртбұрышты ванны ірі РТП үшін, электрлік сипаттамаларды әрбір фаза үшін құрады.

Пеш түрі

Трансформатордың номинальді қуаты Р_ном, МВ*А

Электродтың максимальді тогі, І_max, kA

Екінші ретті кернеу, U, В

РКО 2,5Н2

РК3 2,5 Фс

РКО 3,5 НО 3

СКБ 6602 АІ

РК3-16, 4Н02

РПЗ-33Ш-НО2

РПЗ-482

РПО-60

РКЗ-72Ф-МІ

2,5

2,5

3,5

3,6

16,5 (3х11)

33 (3х11)

63 (3х21)

72(3х24)

8,1

7,1

25,8

92,5

178-89

308-154

371-260

421-193

204-130

800-475

238-137

649-149

Пешті трансформаторлардың бірінші кернеулері 6, 10 немесе 35 кВ құрайды. Кейбір пештердің энергетикалық сипаттамасы 6.4 кестесінде келтірілген.

Пештердің энергетикалық баланстарын бағалау кезінде, мәнді энергия жоғалысы пештен шығатын газдармен байланысты екенін ескерген жөн,, олардың алынуы кезінде бағалы екінші энергоресурстарды ұсынады. Үлкен емес электрлік жоғалулар (60-65%) қысқа желіге өтеді.

Қуат коэффициентін көтеру үшін пешті қондырғылар автоматты басқарылатын тәркілейтін қондырғылармен жабдықталады.

Қуатты отандық өндіріс РТП реактивті қуат қөлденең сыйымдылықты компенсаторымен жабдықталған, шетелдік өндіріс реактивті қуаттың аралық орнатылымына ие.

Компенцациялайтын аспаптың қуатын таңдау кезде реактивті және сағат «пикті» белсенді қуаттағы бір уақыттағы төмендетілу кезіндегі энергожүйе жүктеме реттегіштер сапасындағы РТП қолдану мүмкіндігін ескереді.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте