O sistema de eletrodos do forno a arco submerso
O sistema de eletrodo consiste em um eletrodo, um porta-eletrodo, um mecanismo de elevação e abaixamento do eletrodo e um dispositivo de pressão e liberação do eletrodo.
A maioria dos eletrodos adota autocozimento contínuo, que consiste em um invólucro do eletrodo e uma pasta de eletrodo preenchida no invólucro.
O porta-eletrodo é composto por uma braçadeira de eletrodo condutor, tubo de cobre condutor e anel de pressão. Normalmente, o suporte é estendido até a tampa do forno ou capela de baixa exaustão e selado com uma camisa de água guia (manga grande). Todos os componentes funcionam sob condições de alta temperatura e forte campo magnético e devem ser resfriados e antimagnéticos.
O porta-eletrodo do tipo parafuso é comumente usado em fornos de pequeno e médio porte. O anel de fixação do eletrodo consiste em dois meios-anéis resfriados por água. Para desempenhar o papel de isolamento magnético, o aço não magnético pode ser usado como material de semi-anel. O semi-anel é equipado com parafusos para apertar a braçadeira do eletrodo, e o número de parafusos é igual ao número de pinças do eletrodo. A parte traseira da braçadeira do eletrodo possui uma ranhura côncava com material de isolamento dentro da ranhura e, quando o parafuso é levantado, a braçadeira do eletrodo e o anel de fixação do eletrodo são isolados.
Forno grande e forno fechado usando porta-eletrodo tipo anel cônico de acionamento hidráulico, a parte traseira da braçadeira do eletrodo com almofada de ferro inclinada, é isolada entre a braçadeira do eletrodo. O dispositivo de pressão é uma luva cônica com um círculo interno, e o ângulo do cone é igual ao ângulo da almofada de ferro inclinada na braçadeira do eletrodo. O cilindro hidráulico que aciona o anel cônico é fixado no suporte de fixação. Quando o anel cônico é içado, a luva cônica e a almofada de ferro inclinada na braçadeira do eletrodo ficam firmemente engatadas, de modo a apertar a braçadeira do eletrodo. Por outro lado, quando o cilindro hidráulico empurra o anel cônico para baixo, a braçadeira do eletrodo é afrouxada.
Alguns grandes fornos e fornos fechados utilizam porta-eletrodos combinados, suas principais características técnicas são: estrutura simples, porta-eletrodos simplificado e mecanismo de pressão e liberação, de uso confiável; O dispositivo de contato e o dispositivo deslizante e de liberação podem ser aplicados a uma variedade de diâmetros diferentes de eletrodos de autocozimento; O invólucro do eletrodo não se deforma; O eletrodo não escorregará fora de controle, o que aumenta a taxa segura de escorregamento do eletrodo para processos de fundição com alto consumo de energia. À medida que o resfriamento do eletrodo é reduzido, a posição de torra do eletrodo aumenta. O acidente de quebra do eletrodo é reduzido.
A pinça do eletrodo é o principal componente que fornece energia elétrica ao eletrodo. A telha de cobre é fundida com cobre vermelho e possui um tubo de água de resfriamento em seu interior. A densidade de corrente permitida da superfície de contato entre a pinça do eletrodo e o eletrodo está dentro da faixa de {{{{10}}}}.9~2,5A/cm², a altura da pinça do eletrodo é aproximadamente igual ao diâmetro do eletrodo, e o número de pinças de eletrodo pode ser calculado de acordo com a corrente de cada eletrodo de fase. No equipamento real, as pinças de eletrodo do forno pequeno são 4, o forno médio é de 6 a 8 e o forno grande é 8. A distância entre as duas pinças de eletrodo é de 25 a 30 mm. A força de retenção da pinça do eletrodo no eletrodo é de 0,05 ~ 0,15 MPa e a pressão de contato vem do porta-eletrodo. Os eletrodos com suporte de eletrodo combinado são úteis para melhorar a sinterização do eletrodo.
O porta-eletrodo é um componente sujeito a condições de alta temperatura, portanto deve ser resfriado com água. O anel de fixação do eletrodo, o grampo do eletrodo, o anel coletor, o tubo de cobre condutor, o anel cônico e o anel de proteção são todos resfriados por água. A braçadeira do eletrodo é geralmente composta por duas peças de um laço, o meio com uma conexão de tubo de cobre em ponte. A estrutura de viga de aço da tampa do forno, capela e porta de operação do forno semifechado e do forno totalmente fechado também são usadas para resfriamento de água. A temperatura da água de saída é geralmente controlada em cerca de 45 graus.
A estrutura do mecanismo de elevação do eletrodo possui duas formas: talha e cilindro hidráulico. A talha é mais utilizada em fornos elétricos de pequeno e médio porte; Grande forno elétrico geralmente é acionado por cilindro hidráulico. O cilindro hidráulico pode ser projetado em dois tipos: cilindro suspenso de pistão e cilindro de sede tipo êmbolo. O levantamento do eletrodo é necessário para subir mais rápido e cair mais devagar; A velocidade de elevação varia de acordo com a capacidade do forno de arco submerso e do mecanismo de elevação. Geralmente, a velocidade de elevação do diâmetro do eletrodo superior a 1m é 0,2 ~ 0,5m/min, e a velocidade de elevação do diâmetro inferior a 1m é 0,4 ~ 0,8m/min.
No processo de fundição de ferroliga, o eletrodo de autocozimento é constantemente consumido, portanto, o eletrodo deve ser abaixado regularmente para atender ao comprimento da extremidade de trabalho do eletrodo. Os fornos pequenos são geralmente equipados com cabeça rolante de eletrodo ou tira de aço no revestimento superior do eletrodo do porta-eletrodo. A braçadeira do eletrodo é ligeiramente afrouxada pela operação de pressão e liberação do porta-eletrodo, e a operação de pressão e liberação do eletrodo pode ser concluída levantando o porta-eletrodo pelo guincho do eletrodo. Existem muitas formas estruturais do dispositivo de pressão e liberação do eletrodo, e as três formas comumente usadas são tipo bloco, tipo cinto e tipo airbag. O método de pressionar e liberar o eletrodo deve ter duas funções: controle manual e controle automático do programa. O freio do tipo bloco e do tipo correia são usados principalmente para fornos com capacidade superior a 20000kVA de forno de arco submerso. O freio tipo air bag é usado principalmente no dispositivo de prensagem e liberação de eletrodo do forno de arco submerso com capacidade inferior a 20.000kVA.
