Электроустановки дугового нагрева

Хабаров Данил Витальевич – студент Самарского государственного технического университета.

Аннотация: Данная статья обсуждает роль электроустановок дугового нагрева в современных электротехнологиях. Статья описывает принцип работы электроустановок дугового нагрева и их применение в промышленной отрасли.

Ключевые слова: электроустановки дугового нагрева, применение электроустановок дугового нагрева, устройство, сталеплавильные печи, электрическая дуга.

Электроустановки дугового нагрева – это комплекс технических средств и систем, предназначенных для создания и использования электрической дуги с целью нагрева материалов. Активно применяются в различных отраслях промышленности, таких как металлургия, строительство, машиностроение, автомобильное производство и других, благодаря своей эффективности и экономичности.

Основные принципы работы:
Электроустановки дугового нагрева основаны на принципе преобразования электрической энергии в тепловую энергию с использованием электрической дуги. Дуговой нагрев происходит при плавлении электродов и переходе электрического тока через них. Для этого используются два электрода: положительный (катод) и отрицательный (анод). При пропуске высокого тока между ними возникает сверхвысокая температура, достигающая нескольких тысяч градусов. Это позволяет нагревать металлические предметы, приводя их в расплавленное состояние.

Рисунок 1. Дуговая сталеплавильная печь: 1-свод; 2- рабочее окно; 3- сталевыпускное отверстие; 4- электроды; 5- элетрододержатели; 6- коротая сеть; 7- трансформатор; 8- кислородная фурма; 9- отвод отходящих газов; 10- загрузочная воронка.

На схеме показана структура комплекса дуговой сталеплавильной печи (далее ДСП), где 1 – свод печи, на который приходится наибольшая функциональная нагрузка. Большинство ДСП имеют корпус, который можно поднимать и переворачивать на бок для облегчения загрузки шихты.

Центральное отверстие в сердечнике содержит три электрода (5), которые соединены с трансформатором (7) с помощью электрододержателей (5) и короткой сети (6) соединены с трансформатором (7). Трансформатор установлен в изолированном помещении.

Электричество подается на сталелитейный цех по высоковольтным линиям 35-220 кВ, и с помощью печного трансформатора (7) напряжение снижается до 100-1000 В. Эти токи в короткой цепи (6) подаются к ДСП и имеют мощность, равную десятками тысяч ампер.

Электрическая система оснащена измерительными, предохранительными, отключающими и регулирующими устройствами. Это обеспечивает поддержание необходимого электрического режима во время плавки.

Отработанные газы отводятся по трубопроводу (9), опускание фурмы (8) и подача сыпучих материалов через воронку (10).

Корпус ДСП может быть наклонен до 40° в сторону сталевыпускного отверстия (3) или в противоположном направлении с помощью рабочего окна (2). Это позволяет регулировать выгрузку шлака и выделение металла в процессе плавки.

Применение электроустановок дугового нагрева:
Электроустановки дугового нагрева широко применяются в металлургической промышленности для литья, плавки и нагрева металлов. Они позволяют достичь высокой равномерности нагрева и точности контроля температуры, что является особенно важным при производстве качественных металлов.

Данные установки нашли широкое применение в строительной отрасли для нагрева и сварки металлических конструкций. С помощью них можно быстро и эффективно нагревать элементы различной формы и размера, что упрощает выполнение различных задач.

Так же, в отраслях машиностроения и автомобильного производства электроустановки дугового нагрева применяются для нагрева и закалки различных металлических деталей, таких как шестерни, валы, диски и другие. Такой подход позволяет улучшить механические свойства изделий и повысить их прочность.

Имеются и преимущества таких установок: Быстрота и эффективность. Электроустановки дугового нагрева обладают высокой скоростью нагрева и способностью достичь высоких температур в кратчайшие сроки. Это позволяет экономить время и энергию при проведении технологических операций.

Контроль температуры: Благодаря использованию специальных систем контроля, электроустановки дугового нагрева позволяют точно регулировать температуру процесса нагрева. Это важно для обеспечения высокого качества и точности при выполнении различных задач.

 Универсальность: Электроустановки дугового нагрева могут быть использованы для нагрева широкого спектра материалов, включая сталь, алюминий, медь и другие. Это делает их универсальными и применимыми в различных отраслях промышленности.

Что же касается недостатков, то процесс дугового нагрева требует значительного количества электроэнергии, что может привести к высоким расходам на электричество, так же создает очень высокие температуры, что может быть опасно для операторов и требует соблюдения всех мер предосторожности. Быстрый износ оборудования требует регулярного технического обслуживания.

Электроустановки дугового нагрева играют важную роль в промышленном процессе, обеспечивая эффективный и точный нагрев различных материалов. Благодаря своим преимуществам, таким как быстрота, контроль температуры и универсальность, эти установки нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и продолжают развиваться, внедряя новые технологии и улучшая свои характеристики.

Список литературы

1. В.И. Сафонов. Электротехнологические установки. учеб. пособ. для вузов / ЮУрГУ 2014 – 124 с.
2. В.Т. Луценко, В.А. Павлов А.И. Докшицкая Дуговая сталеплавильная печь. учеб. пособ. / ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2005. - 41 с.
3. Электрические промышленные печи: Дуговые печи и установки специального нагрева: Учебник для вузов / Свенчанский А.Д., Жердев И.Т., Кручинин A.M. и др.; под ред. А.Д. Свенчанского. 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоиздат, 1981. – 296 с.