December 29, 2025
Proces wytapiania w piecu łukowym zanurzonym (SAF) to zaawansowana metoda przemysłowa stosowana do wytapiania różnych materiałów. W procesie tym surowce są okresowo podawane do pieca za pomocą dedykowanego urządzenia podającego. Maszyna do zgarniania zapewnia równomierną powierzchnię materiału, ułatwiając równomierne ogrzewanie i topienie. W miarę postępu procesu powstały stop ciekły wpływa do kadzi lub innych pojemników, które następnie są transportowane do form odlewniczych. Po schłodzeniu uzyskuje się gotowy produkt. Jednocześnie żużel żelazny jest okresowo odprowadzany przez wyznaczone ujście żużla, zapewniając czystość stopu.
Proces SAF jest wspierany przez kompleksowy zestaw urządzeń, z których każde odgrywa kluczową rolę w procesie wytapiania. Główne komponenty obejmują korpus pieca, pokrywę pieca, sieć krótką, system chłodzenia wodą, system odprowadzania dymu, system usuwania pyłu, system obróbki ciepła odpadowego, obudowę elektrody, system dociskania i podnoszenia elektrody, system załadunku i rozładunku, sterownik, urządzenie przepalające, układ hydrauliczny, transformator SAF oraz różne urządzenia elektryczne.
Korpus pieca jest rdzeniem SAF, składającym się z płaszcza pieca i wykładziny ogniotrwałej.
Zbudowany w okrągłym kształcie, płaszcz pieca składa się z płyty dennej, płyt ściennych, obręczy i żeber. Płyty boczne są wykonane z grubych płyt stalowych, wspieranych przez ramę z kształtowników stalowych zamontowaną na betonie. Konstrukcja ta zapewnia wytrzymałość i stabilność podczas pracy.
Wykładzina wykorzystuje materiały ogniotrwałe o wysokiej zawartości tlenku glinu, magnezu i węgla. W pobliżu wylotu pieca stosuje się cegły magnezowe pierwszej klasy i materiały magnezowe, w połączeniu z cegłami krzemionkowymi węglowymi. Wykładzina musi wytrzymać silne rozszerzanie się pod wpływem ogrzewania, dostosować się do cykli rozszerzania i kurczenia się oraz być ekonomiczna i łatwa w produkcji. Otwór spustowy jest zintegrowany z płaszczem pieca w celu odprowadzania żużla.
Uszczelniona pokrywa pieca jest zbudowana z cegieł i materiałów ogniotrwałych, wzmocnionych stalowymi belkami chłodzonymi wodą jako szkieletem. Trzy otwory na elektrody na górze umożliwiają przejście trzypoziomowego uchwytu elektrody, izolowane materiałami izolacyjnymi. Dziewięć gniazd termometrów, włożonych w cegły ogniotrwałe z rurkami ochronnymi, umożliwia pomiar temperatury wewnątrz pieca.
Okap dymowy otacza wylot pieca, blokując ciepło promieniowania i zbierając gazy spalinowe wytwarzane podczas wytapiania, poprawiając w ten sposób środowisko pracy. Składa się z płyty osłonowej, ścian bocznych, drzwi pieca i szkieletu, tworząc sześciokątny kształt poprzez spawanie płyt i profili stalowych. Spoczywa na platformie roboczej za pośrednictwem szkieletu okapu.
Rura wylotowa spalin opiera się na naturalnych różnicach ciśnień lub wentylatorze w celu wytworzenia podciśnienia, odprowadzając dym na zewnątrz. Każdy piec elektryczny ma dwa przewody dymowe, wykonane z płyt i profili stalowych, składające się z dolnej sekcji chłodzonej wodą, sekcji rury dymowej, zaworu dzwonowego i zawieszenia dymowego. Sekcja chłodzona wodą, osadzona na pierścieniu belki krótkiego okapu dymowego, jest chłodzona wodą. Sekcja rury dymowej prowadzi bezpośrednio na zewnątrz, z zaworem dzwonowym sterowanym przez siłownik olejowy dymowy w celu otwierania i zamykania przewodu dymowego. Gdy kolektor pyłu jest podłączony, zawór dzwonowy zamyka się, kierując spaliny do kolektora pyłu za pośrednictwem trójdrożnego działania wentylatora.
Uchwyt elektrody jest sercem SAF, składającym się z urządzenia przewodzącego, urządzenia trzymającego, urządzenia dociskającego i zwalniającego, urządzenia podnoszącego, cylindra trzymającego i obudowy elektrody. Zapewnia, że płytka miedziana przylega do obudowy elektrody pod odpowiednim ciśnieniem, umożliwiając przepływ dużych prądów z krótkiej sieci przez pierścień zbierający lub wspornik, a następnie przez przewodzącą rurę miedzianą do elektrod.
Cylinder trzymający, czyli zewnętrzny cylinder elektrody, zawiesza uchwyt elektrody i elektrodę, umożliwiając podnoszenie elektrody podczas pracy.
Tradycyjne urządzenia przewodzące obejmują pierścienie ślizgowe, przewodzące rury miedziane i płytki miedziane. Pierścień zbierający wyrównuje napięcie, zbiera prąd i rozprowadza go do przewodzącej rury miedzianej, zapewniając, że każda płytka miedziana na każdej elektrodzie otrzymuje równy prąd. Płytka miedziana, odlewana z czerwonej miedzi i zawierająca rurę chłodzącą wodą, ma dopuszczalną gęstość prądu 0,9~2,5 A/cm² na powierzchni styku z elektrodą. Pas spiekania elektrody jest najsłabszym ogniwem w wytrzymałości elektrody, a płytka miedziana wywiera siłę trzymania 0,05~0,15 MPa na elektrodę, pochodzącą z uchwytu elektrody. Elektrody z połączonymi uchwytami wzmacniają spiekanie.
Urządzenie podnoszenia elektrody reguluje położenie elektrody poprzez podnoszenie i opuszczanie, regulując długość łuku elektrody w celu dostosowania rezystancji i wielkości prądu. Prędkość podnoszenia zmienia się wraz z mocą pieca, zwykle w zakresie od 0,2~0,5 m/min dla elektrod o średnicy ponad 1 m i 0,4~0,8 m/min dla elektrod o średnicy poniżej 1 m. Skok podnoszenia wynosi 2,1~2,6 m.
Krótka sieć przesyła niskonapięciową, wysokonapięciową energię elektryczną, skutecznie wprowadzając energię z sieci do SAF. Rozsądna struktura krótkiej sieci i odpowiedni dobór gęstości prądu znacząco wpływają na wskaźniki pracy mocy i efektywność ekonomiczną w zużyciu metali nieżelaznych.
Podstawową funkcją krótkiej sieci jest przesyłanie dużych prądów, przy czym reaktancja i rezystancja stanowią znaczną część całej linii, określając charakterystykę elektryczną urządzenia. Musi spełniać następujące podstawowe wymagania:
1. Wystarczająca zdolność przenoszenia prądu.
2. Zminimalizowana rezystancja zwarciowa.
3. Mała wartość reaktancji indukcyjnej.
4. Dobra izolacja i wytrzymałość mechaniczna.
System SAF generuje 70% swojej reaktancji poprzez krótką sieć, co utrudnia osiągnięcie naturalnego współczynnika mocy powyżej 0,85, przy czym większość pieców pracuje w zakresie od 0,7 do 0,8. Ten niższy współczynnik mocy zmniejsza sprawność transformatora, zużywa bezużyteczną pracę, marnuje energię i powoduje dodatkowe kary za energię. Ręczne sterowanie elektrodami i układaniem zwiększa trójfazowy brak równowagi mocy, osiągając ponad 20%, co prowadzi do niskiej wydajności wytapiania i wysokich kosztów energii elektrycznej. Zrównoważenie sieci energetycznej ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia zużycia energii i poprawy wydajności wytapiania.
System zasilania wysokim napięciem składa się z rozłączników izolacyjnych linii napowietrznych wysokiego napięcia i transformatorów napięciowych, wyłączników próżniowych wysokiego napięcia i transformatorów prądowych, ograniczników tlenku cynku oraz urządzeń ochronnych absorpcji rezystancyjno-pojemnościowej, tworząc szafy linii napowietrznych wysokiego napięcia, szafy wyłączników próżniowych, ograniczniki utleniania i szafy ochrony rezystancyjno-pojemnościowej. Zapewnia główne zasilanie pieca elektrycznego i zapewnia ochronę przed zwarciem. Urządzenie absorpcji przepięć chroni transformator przed napięciami roboczymi i udarowymi, a ogranicznik tlenku cynku zapewnia ochronę odgromową. Rozłącznik linii napowietrznej ułatwia debugowanie i konserwację.
System zaopatrzenia w wodę dostarcza wodę na wysoką platformę, gdzie system chłodzenia wodą chłodzi krótką sieć, okap chłodzony wodą, komin chłodzony wodą, pierścień dociskowy, płytkę miedzianą i dużą osłonę chłodzoną wodą za pośrednictwem dystrybutora wody. Inna ścieżka wysyła wodę do urządzenia chłodzenia wodą olejową transformatora w celu chłodzenia transformatora.
1. Materiały ogniotrwałe do budowy pieca.
2. Pasta elektrodowa.
3. Szyny i elementy mocujące transformatora.
4. Medium hydrauliczne.
5. Płytka miedziana.
6. Kabel chłodzenia wodą.
Ten kompleksowy przegląd procesu pieca łukowego zanurzonego podkreśla jego złożoność i krytyczną rolę, jaką odgrywa każdy komponent w zapewnieniu wydajnych i skutecznych operacji wytapiania. Aby uzyskać bardziej profesjonalne informacje na temat wyposażenia pieców do wytapiania, prosimy śledzić sekcję aktualności na naszej stronie internetowej.
Jesteśmy profesjonalnym producentem pieców elektrycznych. W przypadku dalszych pytań lub jeśli potrzebujesz pieców łukowych zanurzonych, pieców łukowych elektrycznych, pieców do rafinacji kadziowej lub innego sprzętu do topienia, nie wahaj się skontaktować z nami pod adresem susan@aeaxa.com
