А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Шлакова ванна

Шлакової ванни називають обсяг рідкого шлаку, в якому під час зварювання електрична енергія перетворюється в теплову. Разом з тим шлаковая ванна захищає розплавлений метал від впливу кисню та азоту повітря, розчиняє окисли і забруднення на поверхні основного і електродного металів і в деяких випадках легуючий метал шва. За хімічним складом шлаковая ванна зазвичай являє собою розплав різних окислів або солей.
 Схема електрошлакового зварювання. Під шлаковой ванній створюється чавунна ванна 5 яка в міру остигання металу твердне, утворюючи міцний зварний шов 6 що з'єднує зварювані частини. Електрошлакове зварювання забезпечує високу якість зварного з'єднання завдяки захисту розплавленого металу рідким шлаком. Вона має підвищену продуктивність, особливо при зварюванні виробів великої товщини. Завдяки повільному охолодженню металу з нього встигають піти газові бульбашки і неметалеві включення, що сприяє отриманню більш щільного зварного шва.

Схема стикового. Під шлаковой ванній створюється чавунна ванна 5 яка в міру остигання металу твердне, утворюючи міцний зварний шов 6 що з'єднує зварювані частини.

Вловлена за шлаковой ванній летюча зола по гранулометричному складу була дуже дрібнодисперсійна.

Заміна холодної воронки шлаковой ванній різко зменшує при-Соси повітря в топку, а футерування стін нижній частині топки знижує інтенсивність тепловіддачі в екрани. Одночасно з цим з'являються додаткові можливості для кращої організації топкового процесу. При меншій інтенсивності тепловіддачі і, навпаки, більш сприятливих умовах для горіння рівновагу між виділенням тепла і тепловіддачею настає при більш високих температурах в зоні активного горіння, чим досягається висока інтенсивність процесу горіння.

Вивчення теплообміну між факелом і шлакової ванни зустрічає значні труднощі. Найбільші труднощі виникають в техніці вимірювання температур як в самій шлаковой ванні по її глибині, так і в обсязі факела. Зазвичай застосовуються в широкій топкової практиці засоби не забезпечують в цьому відношенні отримання достатньо надійних даних і питання фактично залишається поки невивченим.

Тому під повинен бути захищений достатньо глибокої шлаковой ванній, яка утворюється тільки при відповідній висоті шлакового підпору.
 У той час як температура полум'я над шлаковой ванній повинна бути якомога - більшою, температура продуктів горіння, які покидають охолоджуючу простір топки з рідким шлакоудалением, повинна бути якомога нижче. Продукти горіння в топці охолоджуються екранними трубами, розташованими на стінах топки, до температури, нижчої, ніж температура затвердіння шлаку.

Розміри плавильної камери. Так як пальника топки поміщені близько над шлаковой ванній, то температура fti практично є температурою факела над шлаковой ванній; цьому сприяє і висока швидкість вторинного повітря при виході з пальників.

Залежність коефіцієнтів плавлення (а й наплавлення (ан від сили струму. Плавлення електрода при електрошлакового зварювання відбувається за рахунок тепла, переданого йому шлаковой ванній, і попереднього підігріву електрода внаслідок проходження по ньому електричного струму. Деяка кількість тепла електрод отримує від зварювальної ванни до його занурення внаслідок випромінювання. Зазвичай виліт електрода при електрошлакового зварювання більше, ніж при зварюванні під флюсом, тому в першому випадку відбувається більш інтенсивний попередній підігрів електрода. Поряд із застосуванням великої щільності струму (до 50 - 100 а /мм2) попередній підігрів електрода забезпечує значне збільшення коефіцієнта плавлення електродного дроту, який становить 18 - 22 г /а - годину замість 12 - 15 г /а-годину при зварці під флюсом .
  Вона виконана як двухкамерная топка з перехресними пальниками, поміщеними на фронтовий стіні над шлаковой ванній. Висока плавильна камера витягнутої форми має обмазані стіни і під стелею роздільної стіни - трубну решітку, через яку продукти горіння надходять в камеру охолодження. Охолоджуюча камера також має витягнуту форму і розділена поздовжніми двосвітними екранами на кілька частин. Ця конструкція компактно розташовується в котельні і може бути застосована для парових котлсв великої потужності.

Особливо невдалими з точки зору плавлення є витягнуті плавильні простору, у яких пальники укріплені високо над шлаковой ванній. У плавильних просторах такої форми шлак плавиться тільки при повному навантаженні.

Так як пальника топки поміщені близько над шлаковой ванній, то температура fti практично є температурою факела над шлаковой ванній; цьому сприяє і висока швидкість вторинного повітря при виході з пальників.

Вплив газового захисту поверхні шлакової ванни на вміст марганцю в зливку (дріт св - 15Г. Хоча при електрошлакового зварювання безпосереднього контакту металу в реакційній зоні з газами немає, проте склад газів над шлаковой ванній може зробити істотний вплив на окислення металу. Так, стосовно до впливу газової фази над шлаковой ванній на рис. V.27 показано зміна вмісту марганцю (ДМП%) при наявності над шлаком повітря (без захисту) і аргону або азоту. У другому випадку ступінь вигоряння марганцю значно менше, хоча флюс (шлак) в обох випадках за своїм вихідного складу є однаковим.

При відповідному виборі параметрів режиму зварювання тепловиділення по товщині металу з урахуванням відводу тепла в повзуни в зоні зіткнення з шлакової ванни може бути практично рівномірним. Нерівномірність розподілу теплоти по товщині металу, як правило, зменшується в міру віддалення від ванни. визначення термічних циклів основного металу в більшості випадків може проводитися в припущенні рівномірного тепловиділення по товщині металу.

Таку вузьку зону високих температур вдається отримати при хорошому спалюванні і голих стінах плавильної камери, якщо пальника топки розташовані безпосередньо над шлаковой ванній. Завдяки цьому утворюється плоске гаряче ядро факела і при низьких навантаженнях топок.

Схема нагріву металу при електрошлакового. Теплота, що виділяється по лініях АС і BD і розповсюджується вліво від АС і вправо від BD, відповідає підігріву крайок пластин шлаковой ванній. Теплота, що розповсюджується вправо від АС і вліво від BD, внаслідок відходу джерел вперед в основному створює тепловий потік через переріз А В, що відповідає підігріву металу ванни з боку шлаку, який має вищу температуру, ніж розплавлений метал у ванні. Лінійна інтенсивність потужності дорівнює qx /(2bnp) у металевого і 7ш /(2 /гш) у шлакового джерел теплоти. Таке нагрівання зумовлює характер розподілу температур в пластинах. Ізотерми підходять до зварювальних кромок під деяким кутом, що відрізняється від 90 (рис. 722), нагрів кромок відбувається задовго до їх плавлення.

Значення коефіцієнта М у формулі залежно від комплексу k. Під кожною шлаковой шахтою або ванною всіх наступних (після першого) котлів сопла встановлюють з витратою води C2 - Для потужних котлів під кожною шлаковой ванній встановлюють два сопла: перше - на відстані 0 5 - 1 0 м до місця скидання шлаку в канал, друге - на відстані 3 - 5 м від першого сопла.

Непровари (а і несплавлення (б при електрошлакового зварювання аустенітних сталей і сплавів. Його не слід змішувати снепроварамі (рис. 129 а), які утворюються в тих випадках, коли зварюються кромки в процесі ЕШС НЕ опла-вляются шлаковой ванній. Як знижений, так і підвищена напруга призводять до непровару і порушення стійкості процесу - розбризкування шлаку і замикання кінця електрода з металевої ванни при зниженому і з шлакової ванни при підвищеній напрузі. Кожному значенню швидкості подачі електрода відповідає мінімальна напруга зварювання, при якому не виходять непровари (фіг. Вплив навантаження котла на. З неї видно, що топка, яка забезпечує високу ступінь уловлювання шлаку, має дуже низьку кордон сухого режиму, що можливо тільки при високих температурах факела над шлаковой ванній.

Не менш важливим при даних властивостях горючої маси і золи палива виявляється повітряний режим топкового простору, так само як і конфігурація останнього і ступінь його утеплення (або зворотна їй ступінь екранування), які повинні забезпечити правильне розташування гарячого ядра пило-вугільного факела над шлаковой ванній, а тим самим і необхідне прогрівання останньої. Це і є, по суті, одним з основних завдань топкової техніки при організації рідкого видалення шлаків, що характеризуються певною кривою в'язкості.

Розраховані величини добре узгоджуються з даними практики. Температура факела над шлаковой ванній у кутових пальників дійсно вище, ніж у стельових. Швидке зниження температури факела в плавильному просторі, викликане випромінюванням факела у відкрите охолоджуючу простір, також добре узгоджується з дослідними даними.

Для сучасних топок з рідким шлакоудалением додавання флюсу в більшості випадків є зайвим. Температура факела над шлаковой ванній понад 1700 С гарантує гарну плинність майже всіх вугільних шлаків. Додавати вапняк в кислий шлак невигідно також через розпад силікатів заліза по реакції (6), завдяки якій полегшується відновлення заліза. Крім того, в результаті добавки флюсів збільшується кількість шлаку, що випливає з топки, а отже, зростає втрата тепла з фізичним теплом шлаку.

Ця в'язкість у топок з плавильним столом або з плавильної лійкою відповідає в'язкості шлаку, що потрапляє в гранулюван пристрій. У топок з рідким шлакоудалением з шлакової ванни в'язкість шлаку, що випливає з топки, менше, ніж в'язкість, що виходить за формулою (83), так як у них шлак в шлакової ванні доплавляется жаром факела.

Поряд з описаними типами однокамерних топок з кутовими пальниками і двокамерних топок з пальниками, розташованими в стелі, існує ряд інших типів камер, які відрізняються один від одного способом здійснення тих чи інших заходів і розташуванням пальників. Більшість з них має пальника над шлаковой ванній, для того щоб ядро факела нагрівало шлак безпосередньо на поді плавильної камери.

Хоча при електрошлакового зварювання безпосереднього контакту металу в реакційній зоні з газами немає, проте склад газів над шлаковой ванній може зробити істотний вплив на окислення металу. Так, стосовно до впливу газової фази над шлаковой ванній на Мал. V.27 показано зміна вмісту марганцю (ДМП%) при наявності над шлаком повітря (без захисту) і аргону або азоту. У другому випадку ступінь вигоряння марганцю значно менше, хоча флюс (шлак) в обох випадках за своїм вихідного складу є однаковим.

У топок з рідким шлакоудалением слід мати якомога вищу температуру факела в плавильної камері. Зона найвищих температур повинна зайняти можливо меншу частину камери над шлаковой ванній.

для однокамерних топок з рідким шлакоудалением ми зазвичай не застосовуємо аналітичних методів. З раніше сказаного випливає, що у них температура факела над шлаковой ванній є перш за все функцією ефективності пальника, яка визначається часткою вугілля ХГ, згорілого безпосередньо біля пальника.

Електрошлакове зварювання вертикальних швів передбачає одночасне виконання таких операцій: нагрівання шлаковой ванній зварювальних кромок і присадочного матеріалу до температури їх плавлення; подачу в зазор між кромкою електродного та додаткового металу; підведення до електрода зварювального струму; утримування зварювальної ванни в зазорі; переміщення джерела нагріву і формуючих пристроїв разом з формуванням шва; зворотно-поступальний переміщення джерела нагріву в зазорі для рівномірного проплавляя-ня крайок товстого металу і ін. Зазначені операції виконує комплекс механізмів, що утворюють зварювальний апарат.

Схема пода плавильного[IMAGE ]Схема того ж пода без простору з проміжним проміжного колектора з колектором. безпосереднім переходом тру. Проміжні колектори, крім того, здорожують конструкцію котла. Тому краще не ставити проміжного колектора, особливо якщо топка працює з неглибокої шлаковой ванній. При ліквідації проміжного колектора трубки передньої стінки топки (рис. 123) є безпосереднім продовженням трубок пода. В цьому випадку рушійна сила у вертикальній частині трубки забезпечує рух 1води в її горизонтальної частини.

Підсумки тривалої експлуатації показують, що при хорошій організації процесу горіння з малим надлишком повітря обмеження охолоджувальної дії стін і перегородки плавильної камери не має великого значення. У топок з рідким шлакоудалением з кутовими пальниками обмазка стін камери не викликає, всупереч очікуванням, істотного зростання температур над шлаковой ванній.

Необхідно також зупинитися на питанні про важливість правильного розташування пальників в камері горіння - Відомі випадки, коли при дуже скоєних пальниках горіння і плавлення були незадовільними. Це було тоді, коли конфорки були розташовані занадто високо над подом плавильного простору і гаряче ядро факела знаходилося високо над шлаковой ванній. Пальники, розміщені занадто низько над ванною, також непридатні, тому що при малому навантаженні котла вони легко заліплюють шлаком і бувають причиною того, що в шлаку з'являється кокс. Велике значення має також кут нахилу пальників по відношенню до ванни. Полум'я у низько розташованих пальників не повинно бути направлено перпендикулярно ванні, щоб в неї не сепарованого грубі частинки вугільного пилу.

При застиганні шлаковой льотки або забиванні гранулирующего резервуара шлаком необхідно перевести котел на сухий режим зі зниженням його навантаження. Іноді, навпаки, можна розтопити шлак в річки збільшенням навантаження котла, при якій застиглий шлак розплавляється під дією високої температури факела над шлаковой ванній.

В СРСР в даний час працює ряд топок з рідким шлакоудалением. Зона підвищених температур створюється тут завдяки заміні холодної воронки ванній для рідкого шлаку, виконаної з вогнетривкого матеріалу, і концентрованого введення палива кутовими пальниками в нижню частину топки, над шлаковой ванній.

Переробка топки з гранульованим шлакоудалением на топку з рідким шлакоудалением з неохолоджуваних керамічним подом ( існувала раніше воронка топки з гранульованим шлакоудалением показана пунктиром. Сучасний неохолоджуваний під радянської конструкції побудований так, щоб цеглини йоду могли бути виконані з дешевого шамоту, легшого, ніж шлак. Тому товщина пода і глибина ванни вибираються в такому співвідношенні, щоб температура поверхні обмурівки пода була нижча за температуру плавлення шлаку. Між рідкої шлакової ванни і подом згодом утворюється захисний шар з затверділого шлаку, який перешкоджає безпосередньому зіткненню ванни з подом, а також спливанню цегли.

При обслуговуванні топки з рідким шлакоудалением необхідно перш за все стежити за тим, щоб над подом камери плавлення топки були найвищі температури. Температури в плавильному просторі повинні бути розподілені рівномірно. Температура факела над шлаковой ванній у більшості топок з рідким шлакоудалением вимірюється ардометром, свідчення якого електричним шляхом передаються на щит управління машиністу котла.

Вплив температури. Шлак, що стекла зі стін плавильної камери, повинен у топок з горизонтальним подом переміститися по поверхні пода до річки. Цей шлак тривалий час знаходиться на поді плавильної камери, де під впливом радіації факела він нагрівається до температури, близької до температури гарячого ядра факела. Під плавильної камери зі шлакової ванни практично теплонепроніцаем, і все тепло, випромінювання на шлак, використовується для збільшення його теплосодержания.

Значення коефіцієнта М у формулі залежно від комплексу к. Діаметри цих сопел с /з10018 0016 і 0014 м приймають в залежності від тиску води р відповідно 0 4 - 0 5; 0 6 - 0 7 і 0 8 МПа. Під кожною шлаковой шахтою або ванною всіх наступних (після першого) котлів сопла встановлюють з витратою води qcj. Для потужних котлів під кожною шлаковой ванній встановлюють два сопла: перше - на відстані 0 5 - 1 0 м до місця скидання шлаку в канал, друге - на відстані 3 - 5 м від першого сопла.

Технологія високотемпературної переробки ТПВ, яка не має аналогів у світовій практиці, створена групою вчених-металургів фірми Алгон на базі розробленого в Московському інституті сталі і сплавів і в московському інституті Стальпром-єкт металургійного агрегату жидкофазного відновлення заліза ROMELT, запатентованого в США, Японії, Німеччини, Франції та інших країнах. Новий технологічний процес відрізняється високим температурним режимом, забезпечує спалювання і пероліз ТПВ, високою інтенсивністю теплообміну і хімічних реакцій окислення, що дає кращі екологічні показники, повне окислення горючих компонентів, в десятки разів зменшує кількість відходів, що підлягають захороненню, до 1% знижує винос пилу. Основний агрегат цієї технології - барботажна піч з шлакової ванни, в якій в шламовому розплаві, що продувається кисневмісним дутьем, спалюються відходи.

Схема агрегату РОМЕЛТ. а, б-поздовжній і поперечний розрізи. /- Барботируемом шар шлаку. 2 - металевий сифон. 3 - перетікання. 4 - горн з подини. 5 - шар металу. 6 - фурми нижнього ряду (барботажні. 7-шлаковий сифон (відстійник. 8-димовідвідний патрубок. 9 - завантажувальна воронка. 10 - водоохолоджувані кесони. //- Фурми верхнього ряду (для допалювання. 12 - шар спокійного шлаку. В СРСР розробка процесу жидкофазного відновлення заліза була розпочата Московським інститутом сталі і сплавів (МІСіС) в кінці 70 - х рр. на відміну від процесів Заходу, МИСиС створював повністю рідиннофазної процес, в якому відновлення заліза цілком здійснюється одноступінчастим способом в одному агрегаті. Як реакційної зони, в якій безперервно здійснюються процеси відновлення, використовувався шлаковий розплав, що містить до 3% оксиду заліза. Завдяки роботам МИСиС, на той час агрегати з рідкої шлакової ванни і водяним охолодженням його реакційної зони за допомогою кесонів в промисловому масштабі успішно працювали в кольорової металургії при переробці сульфідних меднонікелевих руд.

Розподіл температур, в'язкості і швидкості шлаку в шлакової ванні з шлаковим. Слід також зазначити, що шлак, що стікає зі стін плавильного простору, відрізняється більшою в'язкістю, Si в шлакоВОРй ванні. Товстий шари шлаку на її поді, який власне і є шлаковой ванній, робить під плавильного простору практично нетеплопровідного. Тому тепло, яке випромінюється з факела на поверхню шлаковой ванни, витрачається тільки на догрева-ня шлаку до температури, близької до температури у факелі. Тільки незначна частина тепла з поверхні шлакової ванни втрачається внаслідок радіації на інші, більш холодні стіни плавильного простору.

Схема електрошлакового наплавлення. У початковий період при включенні джерела струму між електродним дротом і деталлю виникає електрична дуга, яка розплавляє флюс. При зануренні дроту в рідкий флюс дуга гасне, і струм, що проходить через розплавлений флюс, підігріває його, підтримуючи в ньому високу температуру. Температура рідкого флюсу вище температури плавлення металу, в зв'язку з чим під шлаковой ванній утворюється шар розплавленого основного і присадочного матеріалу. При обертанні деталі розплавлений метал рівномірно розподіляється по всій наплавленої поверхні.

Внаслідок сприятливого напрямку росту кристалів в більшості випадків відсутній так звана зона слабини, яка спостерігається в швах великого перерізу, зварених в нижньому положенні. Ця ж обставина значно знижує схильність швів-до утворення гарячих тріщин. Температурні умови в околошовной зоні характеризуються як більшою погонной енергією в порівнянні з окремим шаром багатошарової зварювання, так і попереднім підігрівом, створюваним шлаковой ванній. Нагрівання крайок починається на рівні поверхні шлакової ванни, а плавитися вони починають в безпосередній близькості від металевої ванни. Між початком підігріву та плавленням проходить 2 - 3 хв і більше, внаслідок чого знижуються швидкості нагріву і подальшого охолодження металу.

У плавильному просторі протікає горіння найбільш великих часток вугілля і відбувається перехід золи в рідкий шлак. Тому в плавильному просторі повинні досягатися найвищі температури факела. Так як у пило-вугільних топок ядро найвищих температур факела завжди знаходиться недалеко від виходу з пальників, то пальники повинні бути розташовані в плавильному просторі близько над її шлаковой ванній. Тільки таким чином вдається добре розплав.

При пропущенні струму через флюс від спеціального трансформатора 3 флюс розплавляється і утворює між зварюються частинами /шлакову ванну 4 що володіє великим електричним опором, внаслідок чого струм, що проходить через розплавлений флюс, виділяє в ньому велику кількість тепла. Розплавлений флюс шлаковой ванни, нагрітої до температури близько 2000 стикаючись з бічними поверхнями зварювальних частин /, оплавляє їх і одночасно розплавляє сідає в шлакову ванну електродний дріт 2 створюючи під шлаковой ванній металеву вьанну 5 яка в міру остигання металу твердне, утворюючи міцний зварний шов 6 що з'єднує зварювані частини.

Принципова електрична схема регулятора переміщення зварювального апарату при ЕШС. У разі збільшення швидкості зварювання при незмінній швидкості руху апарату кінець вольфрамового стержня приходить в зіткнення з поверхнею шлакової ванни. При цьому в обмотці управління L різниця потенціалів зростає до спочатку заданого значення. Це обумовлює збільшення швидкості переміщення апарату протягом всього часу, поки кінець вольфрамового стержня стосується поверхні шлакової ванни. При відсутності контакту між стрижнем і шлакової ванні включаються реле К1 і К2 апарат починає переміщатися з колишньою швидкістю.

Поверхня шлаковой ванни сприймає на себе удар факела. Цей удар не може шкодити трубках пода, так як в шлакової ванні між полум'ям і трубками знаходиться товстий шар шлаку, який охороняє їх. При ударі факела об поверхню ванни збільшується його турбулентність, яка прискорює Догорание частинок. Це прискорення найбільш ефективно у тих топок, пальники яких розміщені над самою шлаковой ванній. У стельових пальників, розміщених високо над ванною, удар полум'я про під менш ефективний, так як кінетична енергія потоків з пальників поглинається в'язкою середовищем в просторі між стелею і подом топки.

Шлаки з працею пристає до холодної поверхні труб топки. Налипає на труби шлак швидко охолоджується і утворює на стінах після затвердіння наноси, які час від часу падають на під плавильної камери. В результаті постійного падіння шлакових наносів топка самоочищається і забезпечує високий парос'ем. Постійний наліт з розплавленого шлаку на гладких трубах утворюється тільки в області найвищих температур полум'я на висоті 2 - - 4 м над шлаковой ванній. Решта поверхню стін топки залишається порівняно чистою, і шлакові наноси, якщо вони самі не відвалюються, легко здуваються або змиваються струменем води.

По іншому утворюються несплавлення. Вони спостерігаються в умовах оплавлення крайок, причому нерідко на велику глибину. Однак суцільність зварного з'єднання не досягається за шлакових прошарків. Шлакові прошарку можуть глибоко проникати в шов, створюючи несплошності вже не між оплавленої кромкою і швом, а всередині самого шва. Відомо, що рідкий шлак приблизно в 3 - 4 рази менше щільний, ніж рідка аустенитная сталь. Тому крапельки шлаку легко спливають на поверхню металевої ванни і зливаються з шлакової ванни.