- 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. . 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. 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. 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