Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối

Quy trình
công nghệ lò hồ quang

Trong đời sống và sản xuất yêu cầu về sử dụng về nhiệt năng rất lớn trong các ngành công nghiệp khác nhau nhiệt năng dùng để nung, sấy nhiệt luyện, nấu chảy các chất … là một yêu cầu không thể thiếu được. Nguồn nhiệt năng này được chuyển từ điện năng qua các lò điện rất phổ biến đa dạng và thuận tiện.
Từ điện năng ta có thể biến thành nhiệt năng bằng rất nhiều cách khác nhau như : Nhờ hiệu ứng Joule (lò điện trở), nhờ phóng điện lò hồ quang (lò hồ quang), nhờ tác dụng nhiệt của dòng điện xoáy Foucault thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ (lò cảm ứng) …


Đ1.1. khái niệm chung và phân loại
I. Khái niệm:
Lò hồ quang là lò lợi dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang giữa các điện cực và kim loại để nấu chảy kim loại.
II. Phân loại:
1. Theo dòng điện sử dụng lò hồ quang được chia thành:
- Lò hồ quang một chiều.
- Lò hồ quang xoay chiều.
2. Theo cách cháy của ngọn lửa hồ quang lò hồ quang được chia thành:
- Lò nung nóng gián tiếp: Nhiệt của ngọn lửa xảy ra giữa hai điện cực (graphít, than) được dùng để nấu chẩy kim loại (hình 1.a).
- Lò nung nóng trực tiếp: Nhiệt của ngọn lửa hồ quang xảy ra giữa điện cực và kim loại dùng để nấu chảy kim loại (hình 1.b).











3. Theo đặc điểm chất liệu vào lò:
- Lò chất liệu (liệu rắn, kim loại vụn) bên sườn bằng phương pháp thủ công hay máy móc (máy chất liệu, máy trục có máng) qua cửa lò.
- Lò chất liệu trên đỉnh lò xuống nhờ gần chất liệu. Loại lò này có cơ cấu nâng vòm nóc.
III. Kết cấu lò hồ quang:
GGồm các bộ phận chính sau:
1. Nồi lò có lớp vỏ cách nhiệt và có cửa lò và miệng rót.
2. Vòm nóc lò có vỏ cách nhiệt.
3. Cơ cấu giữ và dịch chuyển điện cực, truyền động bằng điện hay thuỷ lực.
4. Cơ cấu nghiêng lò, truyền động bằng điện hay thuỷ lực.
5. Phần dẫn điện từ biến áp lò tới lò.
Ngoài ra đối với lò hồ quang nạp liệu từ trên cao còn có cơ cấu nâng quay vòm lò, cơ cấu rót kim loại cũng như gầu nạp liệu.
Trong các lò hồ quang có nồi lò sâu, kim loại lỏng ở trạng thái tĩnh có chênh lệch nhiệt độ theo độ cao (khoảng 100¬¬¬¬¬¬¬¬°C/m) . Trong điều kiện đó để tăng cường phản ứng của kim loại (với xỉ) và để đảm bảo khả năng nung nóng kim loại trước khi rót cần khuấy trộn kim loại lỏng . ở các lò dung lượng nhỏ (dưới 6 T) thì việc khuấy trộn thực hiện bằng tay qua cơ cấu cơ khí. Với lò dung lượng trung bình (12  50 T) và đặc biệt lớn (100 T và hơn) thì thực hiện bằng thiết bị khuấy trộn để không những giảm lao động vất vả của thợ nấu mà còn nâng cao được chất lượng kim loại nấu.
Thiết bị khuấy trộn kim loại lỏng thường là thiết bị điện từ có nguyên lý làm việc tương tự động cơ không đồng bộ rôto ngắn mạch. Từ trường chạy tạo ra ở lò có đáy phi kim loại nhờ hai cuộn dây (Stato) dòng xoay chiều tần số 0,5  1 Hz lệch pha nhau 90¬¬¬°. Do từ trường này mà kim loại có lực điện từ dọc trục lò. Khi đổi nối dòng trong các cuộn dây có thể thay đổi hướng chuyển động của kim loại trong nồi theo hướng ngược lại.
IV. Các thông số quan trọng của lò hồ quang:
1. Dung lượng định mức của lò:
- Số tấn kim loại lỏng trong một mẻ nấu.
2. Công suất định mức của biến áp lò:
- ảnh hưởng, quyết định tới thời gian nấu luyện. Nghĩa là tới năng suất lò.
V. Chu trình làm việc của lò hồ quang:
1. Giai đoạn nung nóng liệu và nấu chảy kim loại
Trong giai đoạn này lò cần công xuất nhiệt lớn nhất, điện năng tiêu thụ chiếm khoảng 60 ữ 80% năng lượng toàn mẻ nấu và thời gian của nó chiếm 50 ữ 60% toàn bộ thời gian một chu trình.
Để đảm bảo công suất nấu chảy ngọn lửa hồ quang cần cháy ổn định. Khi cháy điện cực bị ăn mòn, khoảng cách giữa điện cực và kim loại tăng lên. Để duy trì hồ quang điện cực phải được điều chỉnh vào gần kim loại. Lúc đó để xẩy ra hiện tượng điện cực chạm vào kim loại gọi là quá điều chỉnh và gây ra ngắn mạch làm việc. Ngắn mạch làm việc tuy xảy ra trong thời gian ngắn nhưng lại hay xảy ra nên các thiết bị điện trong mạch động lực thường làm việc ở điều kiện nặng nề.
Ngắn mạch làm việc cũng có thể gây ra do sụt nở các thành của hố bao quanh đầu điện cực tạo ra ở trong liệu, rồi sự nóng chảy của các mẩu liệu cũng có thể phá huỷ ngọn lửa hồ quang do tăng chiều dài ngọn lửa. Lúc đó phải tiến hành mồi lại bằng cách hạ điện cực xuống cho chạm kim loại rồi nâng lên tạo hồ quang.
Trong giai đoạn này số lần ngắn mạch làm việc có thể tới 100 lần hay hơn. Mỗi lần xảy ra ngắn mạch làm việc công xuất hữu ích giảm mạnh và có khi bằng 0 với tổn hao cực đại. Thời gian cho phép của một lần ngắn mạch làm việc là (2  3)s
Do vậy giai đoạn nấu chảy là giai đoạn hồ quang cháy kém ổn định nhất, công suất nhiệt của hồ quang dao động mạnh và ngọn lửa hồ quang rất ngắn, thường thì vài mm đến 10  15 mm. Trong giai đoạn này điện áp cấp và công suất ra của máy biến áp lò là lớn nhất.
2. Giai đoạn ôxy hoá
Đây là giai đoạn khử C của kim loại đến một giới hạn nhất định tuỳ theo yêu cầu công nghệ, khử P và S, khử khí trong gang rồi tinh luyện, sự cháy hoàn toàn của C gây ra sôi mạnh kim loại. ở giai đoạn này công suất nhiệt yêu cầu về cơ bản là để bù lại tổn hao nhiệt và nó bằng khoảng 60% công suất nhiệt của giai đoạn một. Hồ quang cũng cần duy trì .
3. Giai đoạn hoàn nguyên
Trước khi thép ra lò phải qua giai đoạn hoàn nguyên là giai đoạn khử ôxy, khử sun phua và hợp kim hoá kim loại. Công suất yêu cầu lúc này cỡ 30% so với giai đoạn một. Chế độ năng lượng tương đối ổn định và chiều dài ngọn lửa hồ quang khoảng vài trục mm .
4. Giai đoạn phụ
Đây là giai đoạn lấy sản phẩm đã nấu luyện, tu sửa làm vệ sinh và chất liệu vào lò.
Đồ thị sau là một ví dụ miêu tả quá trình làm việc của lò hồ quang 100T trong các giai đoạn nấu luyện. (Hình:I-2)
Trên thực tế hiện nay việc điều chỉnh công suất và nhiệt độ lò hồ quang thường sử dụng các mạch vòng phản hồi dòng áp. Các tín hiệu này được đưa qua các bộ biến đổi và tổng hợp lại đem so sánh với một giá trị đặt của dòng hồ quang. Việc làm này được thực hiện bằng các IC và các thiết bị bán dẫn vì nó cho ta độ tác động nhanh, chính xác, việc tổng hợp tín hiệu dễ dàng

Đối với các lò hồ quang hiện đại, công suất lớn đòi hỏi độ chính xác về nhiệt độ cao có thể sử dụng mạch vòng phản hồi nhiệt độ để giữ cho nhiệt độ lò hồ quang là ổn định. Việc lấy tín hiệu nhiệt độ có thể dùng các senxor hay can nhiệt để biến tín hiệu nhiệt độ thành điện áp đem so sánh với tín hiệu đặt, và đưa ra mạch khống chế để điều khiển việc nâng hạ điện cực giữ cho nhiệt độ lò hồ quang ổn định.


eoRJ87v4rhRib4O

---