Меню Рубрики

Установка вакуумирования стали увс

Установка вакуумирования стали

На УВС выполняются следующие технологические операции:

а) Продувка металла аргоном, азотом;

б) Измерение температуры и активности кислорода в металле;

в) Отбор проб металла на экспресс-анализ;

г) Измерение свободного борта, измерение толщины шлака;

д) Корректировка химического состава металла;

ж) Обработка металла вакуумом;

з) Измерение массовой доли водорода в металле;

к) Введение в металл порошковой проволоки и алюминиевой катанки.

л) Продувка металла кислородом;

м) Химический подогрев металла;

Ковш устанавливается в вакуумную камеру, сверху камера закрывается газопроницаемой крышкой. Пароэжекторными насосами из камеры выкачивается воздух и образующиеся в процессе обработки газы, таким образом, в камере образуется вакуум.

В результате, в верхних слоях металла происходит процесс дегазации металла .

На крышке вакуумной камеры установлены шлюзовые камеры ,позволяющие подавать сыпучие материалы во время вакуумирования.

В процессе вауумирования стали производится отбор проб и измерение температуры металла.

Измерение толщины слоя шлака и свободного борта производится при помощи металлической трубки (кислородной) с перпендикулярным загибом размером 1,5 м путем погружения этого конца трубки в металл перпендикулярно поверхности расплава, измерение свободного борта — расстояние от поверхности металла до края стальковша.

Отбор пробы шлака производится при помощи металлической трубки, опуская в расплав. Налипший слой шлака после охлаждения (не менее 10 мин после отбора) отбивается молотком или ударами трубки о рабочую площадку.

После подключения аргонной проводки и установки ковша в камеру УВС проводится усреднительная продувка в течение 3 мин с объемным расходом аргона на каждый донный продувочный блок от 300 до 600 л/мин. Пузырьки газа, всплывающие при продувке через весь слой металла, способствуют его рафинированию. При увеличении интенсивности массопереноса в ковше происходит выравнивание состава и температуры в объеме металла. Интенсивное перемешивание ускоряет доставку неметаллических включений к поверхности металл — шлак и удаление их из стали. Этому же способствует удаление неметаллических включений пузырьками продуваемого газа вследствие их адсорбции на поверхности этих пузырьков. Так как парциальное давление водорода в пузырьках инертного газа равно нулю, они по отношению к водороду являются в некотором смысле вакуумными полостями и экстрагируют его из металла.

Установка вакуумирования стали является одним из важнейших звеньев в производстве стали. Именно на УВС можно осуществить сталь с ультронизним содержанием углерода (IF), низким содержание газов и неметалла.

Углерод является одним из тех элементов, который весьма сильно изменя­ет практически все свойства листовой стали, особенно её способность к фор­моизменению без образования дефектов на деталях кузова автомобилей, сходящих с конвейеров предприятий. С увеличением в стали содержания углерода повышается ее твердость и прочность и уменьшается пластичность и вязкость.

Основные процессы происходящие на УВС.

Для IF-стали необходимо получить низкий углерод (с содержанием угле­рода менее 0,005 %) при высоком расходе ферро­сплавов содержащих значительное количество углерода необходимо скомпенсировать прирост углерода за счет обезуглероживания. Главная особенность вакуумного обезугле­роживания заключается в том, что для окисления углерода используется растворенный в металле кислород. Это обеспечивает одновременное уменьшение углерода в металле и снижение окисленности без использования каких-либо дополнительных раскислителсй (продукты реакции которых с кислородом загрязняют металл).

При вакуумировании стали до ультранизкой массовой доли углерода, в случае низкой начальной активности кислорода в стали менее 500 ррm (0,05 %) производится продувку металла кислородом через кислородную фурму (под вакуумом) но не более 200м 3 .

Окисление углерода ([С](металл)) в вакууме происходит вследствие взаимодействия его с растворенным в ста­ли кислородом ([0](Металл)) с образованием угарного газа (СО):

Уравнение равновесия данной реакции:

Кс — константа равновесия (зависит от температуры);

[%с], [%о] — содержание углерода и кислорода в стали;

fс , f — коэффициенты активности углерода и кислорода в расплаве (зависят от температуры и влияния других элементов, находящихся в металле);

РС0— парциальное давление СО.

Параметры КС, fС ,fО можно считать константами при постоянной температуре и постоянном содержании других элементов в металле. Из уравнения видно, что как только произойдет снижение парциального давление Рсо (числитель в уравнении), для того что­бы уравнение равновесия сходилось, должно снизиться произведение [%С]•[%О] (знаменатель в уравнении), а значит и содержание углерода и кислорода в стали. Таким образом, снизив парциальное давление СO, можно заставить реагировать углерод с кислородом с выделение угарного газа.

Читайте также:  Установка hyperx fury ddr3

Образование пузырьков СО в процессе окисления углерода возможно лишь тогда, когда давления его образования (Рсо) достигает внешнего давления на пузырек (РПузырька), состоящего из атмосферного и ферростатического (давление оказываемое металлом и шлака), а также давления поверхностного натяжения (зависит от радиуса пузырька и по­верхностного натяжения):

PСО Рпузырька = Ратмосферы +Рферростатическое +Рпов.натяжения

Во-первых, при понижении давления более полно проходит реакция обезуглеро­живания (удаление углерода и кислорода).

Во-вторых, при создании вакуума происходит снижение атмосферного давления внутри камеры, уменьшается давление в металле, появляется возможность зародится пу­зырькам СО.

Наличие большого количества растворенных газов в стали может приводить к по­явлению дефектов в непрерывнолитой заготовке и изменению механических свойств уже готовой продукции. Главная причина заключается в том, что растворимость газов в жид­ком железе значительно больше, чем в твердом. Из элементов, находящихся в обычных условиях в газообразном состоянии, в жидкой стали растворены кислород, водород и азот.

В глубоко раскисленных сталях кислород удаляют за счет раскисления. При рас­кислении его связывают в оксиды, которые удаляются путем флотации в шлак.

Водород во время кристаллизации при наличии трещин или пор в литом металле выделяется в них из кристаллизующегося железа . Выделившийся водород создает высо­кие давления в порах и трещинах, что вызывает зарождение новых трещин и дальнейшее развитие существующих трещин.

Азот в твердом железе в результате нагрева (до 200°С — 300°С) или холодной де­формации способствует выделению из раствора мелкодисперсных частиц нитрида железа. В результате этого в металле создаются большие внутренние напряжения, пластические свойства стали снижаются. Этот процесс называется «старением» стали.

Главным образом для удаления водорода и азота производится обработка вакуу­мом. Главное отличие технологии дегазации от технологии обезуглероживания заключа­ется в том, что для дегазации обрабатывается сталь уже раскисленная (без кислорода).

Из элементов, находящихся в обычных условиях в газообразном состоянии, в жидкой стали растворены кислород, водород и азот. Уравнения прямой реакции удаления газа из расплава:

Уравнения равновесия для данных реакции:

Учитывая, что константа равновесия (КС) зависит только от температуры, и ее значений можно принять за константу ,то при уменьшении парциального давления газа,

( РО ½ , РN ½ , РH ½ -числитель дроби ) для сохранения равенства уравнения , содержание газа в металле уменьшается ([0](металл),[N](металл) , [Н](металл) –знаменатель дроби )

Значит, для того чтобы удалить газ из металла необходимо снизить парциальное давление данного газа.

Но следует отметить, что прямое удаление кислорода при обработке вакуумом технически реализовать невозможно, так как парциальное давление кислорода равно­весное даже в насыщенном кислородом металле в чистом железе составляет 0.0006 Па. а достигаемое разряжение в вакууматоре составляет приблизительно 100 Па. Удаление кислорода под вакуумом идет по реакции обезуглероживания, при взаимодействии ки­слорода с углеродом.

Удаление водорода и азота идет по прямой реакции. Но в реальных условиях на дегазацию оказывают влияния другие элементы растворенные в стали. По этой причине азот удаляется значительно хуже водорода.

Помимо дегазации за счет снижения давления в вакуумной камере, возможна де­газация за счет «химического вакуума». Обра­ботка «химическим» вакуумом для полной дегазации больших стальковшей практически невозможна, из-за необходимости продувки ковша огромным количеством газа. Но час­тичная дегазация реализуется в течении продувки в кислородном конвертере (газ СО), во время продувки аргоном через донные пробки или фурму (газ аргон), во время обезуг­лероживания (газ СО).

Микролегирование IF — стали начинается с ввода ниобия порош­ковой проволокой после раскисления ее алюминием (при содержании в ста­ли Al не менее 0,04%). Оптимальная скорость введения проволоки с помощью трайб- аппарата обеспечивает максимальное усвоение ниобия жидкой сталью. Ниобий, введенный в IF — сталь, «связывает» углерод.

Для стабилизации азота в сталь вводят порошковой проволокой титан. Присадка титана производится после окончательной доводки стали по температуре. Вслед за микролегиро­ванием стали титаном её продувают аргоном не менее 3 мин, что способствует стабилизации состава. В результате перевода атомов углерода и азота из потенциальных атомов внедрения в кристаллическую решетку железа в атомы внедрения в кристаллическую решетку микролегирующих элементов, с образованием микрофаз карбида и нитрида, пластичность стали повыша­ется, она соответствует напряжениям, которые возникают в формируемых деталях кузова во время сложных вытяжных операций.

Читайте также:  Установка детского автокресла leader kids

После выполнения операций доводки металла по химическому составу и температуре производится промывочный период. При этом удельный расход аргона должен быть установлен в таких пределах, чтобы было обеспечено перемешивание без оголения «зеркала» металла и было заметно движение поверхности шлака.

Перед отдачей плавки на разливку отбирается проба и измеряется температуру стали.

Температура металла должна соответствовать требуемой температуре. Допустимая погрешность средства измерения + 2, минус 3 градуса.

В таблице 3 представлены длительности операций УВС стали типа IF.

Таблица 3 — Длительность операций УВС стали типа IF

Операция Длительность, мин
Перестановка ковша со сталевоза УДМ в кауум-камеру
Подвод и опускание крышки .продувка аргоном на открытие пробок
Измерение температуры ,активности кислорода ,корректировка активности кислорода алюминием 8-10
Набор вакуума ,при необходимость продувка кислородом либо охладение плавки охладителем 10-15
Вакуммное обезуглероживание металла 15-20
Срыв вакуума до 20 кПа ,присадка Al(сечки, пирамидки)500-900 кг и извести 500-1500кг ,усреднительная продувка 6-8
Полный срыв вауума ,отбор проб металла ,измерение температуры и активности кислорода 4-5
Ввод микролегирующих элементов не ранее чем через 4 минуты после ввода алюминия, усреднительная продувка 6-8
Корректировка металла по химическому составу и температуре при необходимости 10-15
Промывочный период Отбор пробы металла и шлака, измерение температуры ,активности кислорода
Перестановка ковша на сталевоз
Итого на УВС 75-97

2.3 Установка непрерывной разливки стали

После внепечной обработки стали сталеразливочный ковш поступает на Установку непрерывной разливки стали краном.

Сталеразливочный ковш ставиться на установку разливки. Со сталеразливочного ковша металл разливается в промежуточный ковш, а из него в кристаллизатор.

Использование промежуточного ковша позволяет:

1) При непрерывной разливки позволяет разливать несколько плавок без перерыва струи металла. Запас металл в промежуточном ковше позволяет продолжать разливку во время ,пока один из разливочных ковшей заменяется другим;

2) Позволяет разливку практически всей плавки с одинаковой скоростью и характером истечения струй металла;

3) Существенно уменьшается удар струи металла при разливки;

4) Позволяет в необходимых случаях осуществлять дополнительные операции по исправлению состава и повышению качества металла.

Скорость разливки при смене сталеразливочных ковшей должна составлять не менее 0,6 м/мин для слябов сечением 210-315 х 1020 — 2000 мм.

При разливке стали с промежуточного ковша жидкий металл непрерывно поступает в кристаллизатор. Стенки кристаллизатора интенсивно охлаждаются водой, циркулирующей по имеющимся в них каналам. Металл затвердевает у стенок кристаллизатора, и оболочка заготовки начинает извлекаться из кристаллизатора с заданной скоростью. Выходящая из кристаллизатора заготовка с жидкой сердцевиной попадает в зону вторичного охлаждения (влажную зону), где на ее поверхность подается из форсунок распыленная вода.

После вторичного охлаждения слиток—заготовка попадает в валки тянущей клети.

Вытягивание заготовки производится системой роликов. Ролики, предназначенные для организа­ции направления движения заготовки и предотвращения её вы­пучивания. УНРС, на которых одновременно вытягивается одна заготовка, называют одноручьевым и, те, на которых одновременно вытягивается несколько заготовок,называются многоручьевыми

Далее металл передвигаясь по роликам в зону газорезки. Газорезка захватывает заготовку и разрезает ее во время движения. По окончании резки захваты разжимаются, и газорезка поднимается в первоначальное положение.

источник

Шкаф для сушки изоляции трансформаторов УВС-6С

Сушка твердой изоляции трансформатора под вакуумом

Одним из важных процессов в производстве трансформаторов является эффективное удаление влаги из целлюлозной изоляции. Качество сушки изоляционного материала самым непосредственным образом сказывается на параметрах диэлектрика и определяет надежность трансформатора.

После изготовления распределительного или силового трансформатора и до момента заливки его изолирующим маслом следует тщательно просушить твердую изоляцию внутри трансформатора.

Как правило, в качестве изолирующего материала используется целлюлоза, молекулы которой состоят из длинных цепочек глюкозных колец. Если изоляцию не просушить, она теряет изолирующие свойства, снижая электрическую и механическую прочность трансформатора.

Для сушки изоляции в больших силовых трансформаторах в основном применяются следующие методы:

  • циркуляция горячего воздуха в вакуумной камере;
  • сушка паром, которая тоже выполняется в вакуумной камере;
  • для трансформаторов специальной конструкции, так называемых броневых трансформаторов, используют метод сушки аэрозольным распылением горячего масла.
Читайте также:  Установка птф на лада 4х4

Однако независимо от используемого метода, процесс сушки получается дорогостоящим и энергоемким. В результате, при выборе подходящей процедуры сушки основное внимание уделяется времени обработки и общему потреблению энергии.

Компания GlobeCore разработала вакуумный шкаф типа УВС-6С предназначенный для сушки изоляции силовых трансформаторов.

Состав установки УВС-6С

1 – шкаф управления
2 – вакуумный блок БВ-1000
3 – компрессор
4 – нагреватель масла ППМ-18
5 – конденсатор испарений
6 – бак сбора конденсата
7 – рабочая камера
8 – дверь рабочей камеры
9 – направляющие каретки

Принцип работы УВС-6С

Вакуум, создаваемый в шкафу, способствует улучшению процесса и сокращает время сушки. Паровоздушная среда, образующаяся в вакуум-сушильном шкафу, откачивается вакуумными насосами. Для создания глубокого вакуума используется двухступенчатая система вакуумирования. В систему входят форвакуумные насосы и бустерный вакуумный насос для создания глубокого вакуума.

На пути от шкафа к блоку вакуумных насосов установлена система охлаждения и конденсации влаги, где проходящие пары влаги конденсируются и стекают в виде конденсата (воды). Система защищает вакуумные насосы от попадания в них воды и позволяет учитывать влагу, вышедшую из обмотки. Система состоит из чиллеров с теплообменниками и циркуляционными насосами.

Обмотки в вакуум-сушильный шкаф загружают с помощью платформы с механическим приводом. Платформа заезжает в шкаф и выезжает из шкафа при помощи приводной тележки, на которой установлен электрический мотор-редуктор. Крышку шкафа герметично закрывают при помощи прижимных пневмоцилиндров. Включают обогрев и начинают прогрев обмоток. В качестве нагревателя используется проточный масляный нагреватель. Он подает горячий теплоноситель в трубчатый нагреватель, установленный на внутренних стенках шкафа сушки. Для равномерного прогрева обмотки ставят не ближе 300 мм от нагревателей.

Температуру в шкафу поднимают до 110°С и, в зависимости от параметров загруженных обмоток, прогрев длится 3-5 часов, после чего включают систему вакуумирования. Вакуум создают ступенями по 2-2,5 кПа (20-25 мбар) в течение 1 часа. При наличии в обмотках бумажно-бакелитовых цилиндров вакуум создают более плавно во избежание расслаивания цилиндров.

Остаточное давление в шкафу понижают до минимально возможного, например до 0,5-1,0 кПа (5-10 мбар), при этом из обмоток начинает удаляться влага. Каждый час в журнале фиксируется давление пара в сети, температура и остаточное давление в шкафу, а также количество конденсата, выделившегося в течение 1 часа.

Продолжение сушки зависит от состояния и параметров обмотки, режима работы шкафа и составляет обычно от 12 до 30 часов. Сушку останавливают в случае прекращения выделения влаги в течение 3 часов. Рекомендуется проводить два цикла технологической обработки обмоток мощных высоковольтных трансформаторов, так как при повторной сушке кроме уменьшения высоты обмотки (повторная усадка изоляции) уменьшаются также упругие свойства электроизоляционного картона, вследствие чего замедляется «рост» обмоток.

Частые вопросы

1. Происходит ли конденсация влаги на холодных металлических деталях?

Конденсация происходит на холодных металлических деталях непосредственно в конденсаторе (низкотемпературной ловушке).

2. Как удаляется влага из толстой целлюлозной изоляции?

Влага удаляется с помощью разряжения (вакуума). Обмотку нагревают до определенной температуры, и выдерживают до выделения влаги на поверхности обмотки, потом с помощью вакуума испаряют влагу. Следующий этап вакуумирования обмотки: после нагрева добиваемся извлечения влаги из глубины целлюлозной изоляции.

3. Происходит ли усадка изоляции?

Да, усадка происходит. Но следует отметь, что это часть сушки, при которой удаляются воздушные пустоты.

Наименование параметра Значение
1

Внутренние размеры камеры, мм не более

1700

2 Установленная мощность нагревателей, кВт 18
3 Диапазон регулирования температуры, °С 30…115
4 Производительность вакуумной системы, м3/час 1000
5 Установленная мощность вакуумной системы, кВт 11
6 Достигаемая глубина вакуума, mbar 1
7 Установленная мощность системы охлаждения, кВт 2,4
8 Хладо-производительность ,Ккал/час 6000
9 Установленная мощность системы открытия, кВт 0,75
10 Установленная мощность тележки, кВт 2,2
11 Грузоподъемность тележки, т 10
12 Установленная мощность компрессора, кВт 2,2
13 Напряжение сети при частоте тока 50 Гц, В 400
14 Масса, т не более 10±5%
15 Габаритные размеры, мм не более

  • равномерная сушка активной части трансформатора по всему объему;
  • экономия электроэнергии;
  • сокращение сушки во времени;
  • простота управления;
  • система влагоудаления из рабочей камеры;
  • свободный доступ обслуживающего персонала ко всем узлам и агрегатам.

источник

Добавить комментарий