Giáo trình công nghệ và thiết bị luyện thép 9 ppsx

- 53 -

1
2
3
4
6
5
7
8
9
10
11
12
13
Hình 4.5 Sơ đồ thiết bị điện của lò điện hồ quang
1) Đường dây cao thế 2) Cầu dao không khí 3) Cầu dao dầu chính 4) Bộ phận đo
dòng 5) Bộ phận đo áp máy biến áp 6) Đồng hồ đo và rơ le bảo vệ 7) Cuộn cảm
8) Cầu dao dầu cuộn cảm 9) Máy biến áp 10) Cầu dao đổi điện áp 11) Đồng hồ đo,
thiết bị bảo vệ và tự động
điều chỉnh điện cực 12) Điện cực 13) Kim loại
- 54 -
Tùy theo từng giai đoạn nấu, người ta yêu cầu những cấp điện áp khác nhau. Do
đó, máy biến áp cần có nhiều cấp điện áp, thường là sáu cấp điện áp tùy theo cách mắc
hình sao ( ) hay tam giác (Δ).

Thí dụ sáu cấp điện áp của máy biến áp là:
Khi mắc tam giác: 260 V - 220 V - 180 V.
Khi mắc hình sao: 150 V - 127 V - 104 V.
Tùy theo từng giai đoạn nấu, ta sử dụng điện áp thích hợp, thông thường:
Giai đoạ
n nấu chảy: 240 ÷ 380 V.
Giai đoạn oxy hóa: 160 ÷ 200 V.
Giai đoạn hoàn nguyên: 140 ÷ 115 V.
Công suất máy biến áp xác định theo công thức:

ϕ= cos.I.U.3P
Trong đó:
P - công suất máy biến áp;
U, I - điện áp và cường độ dòng điện.
Theo yêu cầu nấu luyện, công suất giảm dần từ giai đoạn nấu chảy sang oxy
hóa đến hoàn nguyên (hình 4.7).



Hình 4.6 Các phương pháp nối cuộn dây máy biến áp
a) Mắc hình sao b) Mắc tam giác
a) b)
- 55 -

Để giảm công suất có thể giảm U hoặc I. Khi điện áp ở vòng hạ thế cố định, để
giảm I thì phải tăng chiều dài hồ quang (tăng điện trở). Ngược lại khi giảm U thì chiều
dài hồ quang phải ngắn lại.
Bảng 4.2 Điện áp tối thiểu sinh hồ quang phụ thuộc vật liệu chế tạo điện cự
c
Điện cực Điện áp sinh hồ quang (V)
Điện cực than - than 17
Điện cực than - kim loại 26
Điện cực than - xỉ bazơ 9
Điện cực than - xỉ axit 30

Do đó, khi bắt đầu chạy lò, nhiệt độ lò còn thấp, hồ quang phát sinh giữa cực
than và kim loại không vững, để ổn định hồ quang người ta cho thêm các mảnh điện
cực lên trên kim loại. Khi trong lò đã có xỉ bazơ thì hồ quang dể ổn định nên ta có thể
cắt cuộn cảm ra khỏi mạch điện.
4.2.6. Điện cực: làm nhiệm vụ gây hồ quang điện, có ba loại:
+ Điện cực tự thiêu;
+ Điện cực cacbon;
+ Điện cực grafit.
1000
2000
8000
7000
6000
5000

4000
3000
0
1
2
3
45
6
1600
1500
1700
210V
267V
210V
210V
210V
157V
157V
121V
121V
Hình 4.7 Chế độ điện cho mẻ luyện thép ở lò hồ quang 30 tấn
- 56 -
Điện cực tự thiêu chuyên dùng cho sản xuất ferô. Điện cực dùng cho luyện thép
thường dùng điện cực grafit. Điện cực cacbon hiện nay ít dùng.
Theo công suất lò, điện cực grafit được phân ra:
+ Điện cực grafit thường;
+ Điện cực grafit công suất cao;
+ Điện cực grafit siêu công suất.
Điện cực được chế tạo dạng hình trụ, đầu cuối có phần lắp đầ
u nối hình trụ hoặc

hình côn có ren (hình 4.8).









Các chỉ tiêu hóa lý của điện cực grafit thông dụng trình bày ở bảng 4.3.
Bảng 4.3 Các chỉ tiêu hóa lý của điện cực grafit thông dụng
Đường kính điện cực (mm)
75 ÷ 130 150 ÷ 200 250 ÷ 350 400 ÷ 500

Chỉ tiêu
cấp
cao
cấp
1
cấp
cao
cấp
1
cấp
cao
cấp
1
cấp
cao

cấp
1
Thân 8,5 10 9,0 11 9,0 11 9,0 11 Điện trở suất
min (Ω.mm
2
/m)
nối 8,5 8,5 8,5 8,5
Thân 7,85 7,85 6,37 6,37 Cường độ bẻ gãy
min (Mpa)
nối 11,3 11,3 9,81 9,81
Thành phần tro
max (%)
Thân 0,5 0,5 0,5 0,5
Hình 4.8 Cấu tạo điện cực
1) Thân điện cực 2) Đầu nối
1
2
- 57 -
Mật độ thực
min (g/cm
3
)

Thân 2,18 2,.18 2,18 2,18
Thân 19,6 19,6 17,7 17,7 Độ bền nén
min (MPa)
nối 29,4 29,4 29,4 29,4

Cường độ dòng điện cho phép phụ thuộc đường kính điện cực (bảng 4.4).
Bảng 4.4 Cường độ dòng điện cho phép

Đường kính
điện cực
Cường độ
dòng điện
cho phép (A)
Đường kính
điện cực
Cường độ
dòng điện
cho phép (A)
75
1000 ÷ 1400
300
10000 ÷ 13000
100
1500 ÷ 2400
350
13000 ÷ 18000
125
2200 ÷ 3400
400
18000 ÷ 23000
150
3500 ÷ 4200
450
22000 ÷ 30000
200
5000 ÷ 6900
500
25000 ÷ 34000

250
7000 ÷ 10000


Chỉ tiêu hóa lý của điện cực grafit siêu công công suất cho ở bảng (4.5)
Bảng 4.5 Chỉ tiêu hóa lý của điện cực grafit siêu công công suất
Đường kính điện cực (mm)
225 ÷ 400 400 ÷ 600

Chỉ tiêu
Thân Đầu Thân Đầu
Hàm lượng C (%) ≥ 99,3 ≥ 99,3 ≥ 99,3 ≥ 99,3
Tro (%)
≤ 0,2 ≤ 0,2 ≤ 0,2 ≤ 0,2
Xốp (%)
20 ÷ 24 20 ÷ 24 20 ÷ 23 20 ÷ 23
Mật độ (g/cm
3
)
1,65 ÷ 1,72 1,74 ÷ 1,80 1,66 ÷ 1,73 1,74 ÷ 1,81
Điện trở suất
(Ωmm
2
/m)
5,0 ÷ 6,5 4,5 ÷ 5,5 4,5 ÷ 5,75 4,0 ÷ 5,0
- 58 -
Uốn (MPa)
9,0 ÷14,0
-
8,5 ÷ 13,5

-
Nén (MPa)
6,6 ÷ 10,0 14,0 ÷ 20,0 6,0 ÷9,5,0 13,0 ÷ 19,0
Mô đun đàn hồi
(GPa)
6,5 ÷11,0 12,5 ÷18,0 6,0 ÷11,0 12,0 ÷ 17,0
Hệ số dẫn nhiệt
(w/m.
o
C)
175 ÷ 260 240 ÷ 260 210 ÷ 280 250 ÷ 320
Hệ số giản nở nhiệt
(10
-6
/
o
C)
0,5 ÷ 1,0 0,4 ÷ 0,9 0,3 ÷ 0,6 0,75 ÷ 0,6

Đối với điện cực grafit cần lưu ý:
+ Khi bảo quản điện cực grafit cần tránh mưa gió làm ẩm điện cực, trong quá
trình vận chuyển phải hết sức cẩn thận tránh va đập, trước lúc sử dụng cần sấy khô ở
nhiệt độ ∼100
o
C.
+ Khi nối điện cực cần vặn chặt để tránh tạo khe hở, dẫn đến sinh hồ quang ở
mối nối khi dòng điện đi qua.
+ Khi nạp liệu tránh để liệu va đập vào điện cực.
4.3. Công nghệ nấu luyện
4.3.1. Nguyên vật liệu

Nguyên vật liệu dùng luyện thép trong lò hồ quang gồm:
+ Nguyên liệu kim loại: thép phế, gang, phe-rô hợp kim, sắt xốp.

+
Liệu tạo xỉ: gồm vôi, huỳnh thạch
+
Liệu oxy hóa: quặng sắt, khí oxy
4.3.2. Công nghệ luyện thép thép trong lò điện hồ quang bazơ
a) Giai đoạn nóng chảy
Trong giai đoạn này liệu được nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy và chuyển
sang thể lỏng. Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình luyện thép, chiếm tới 60%
thời gian nấu luyện.