+98-4142544314

Водоохлаждаемые кабели для электродуговых печей

Водоохлаждаемые кабели1 для электродуговых печей

Задачей водоохлаждаемых кабелей является передача электрической мощности от источника питания к электродам печи. Тепло, вызванное прохождением очень высокого электрического тока по проводникам кабеля (жилам2), смягчается потоком воды, проходящей через кабельный канал. В отличие от индукционных печей, которые многие производители во всем мире выпускают, водоохлаждаемые кабели, применяемые в электродуговых печах, не имеют большого разнообразия конструкций из-за ограниченности конструктивных и производственных ресурсов. Ниже на рисунке вы можете увидеть различные части водоохлаждаемого кабеля для электродуговой печи:

Водоохлаждаемые кабели1 для электродуговых печей

Кабельный наконечник3

Наконечники для водоохлаждаемых кабелей электродуговых печей производятся двумя способами:

  •  В первом методе, аналогично кабелям, используемым для индукционных печей, путем механической обработки цельных медных профилей цельными (обычно в меньших водоохлаждаемых кабелях до 4 дюймов в диаметре).
  •  Во втором методе посредством первоначального литья расплавленной меди в форму с последующим выполнением операций кования и окончательной механической обработки.

Методы сваривания и подобные методы вообще не рекомендуются для изготовления кабельных наконечников электродуговых печей.

Следует отметить, что медь, используемая в конструкции кабельных наконечников, относится к марке ETP4, по стандарту ASTM-C11000.

В процессе проектировании наконечников для водоохлаждаемых кабелей электродуговых печей очень важно учитывать плотность проходящего по ней электрического тока5. Это значение для оптимальной работы кабеля равно 0.7  А/мм2 на контактной поверхности кабельного наконечника.

Как правило, такие кабели обычно изготавливаются с неподвижными и подвижными наконечниками. Таким образом, если две поверхности, соединенные с кабелем, не параллельны, а также два конца кабеля не находятся в одном и том же направлении, на них не будет оказываться дополнительного давления при подключении кабелей к шинам.

Способ уплотнения и качество подвижных соединений при изготовлении подвижных кабельных наконечников для водоохлаждаемых кабелей, применяемых в электродуговых печах, имеют особое значение.

Крутящий момент затяжки 6(Н.м)

Размер

болта

смазанный

сухой

135 180 M16
264 352 M20
360 480 M22

Соединительные болты для кабельного наконечника

Для подключения кабельного наконечника к источнику питания и электродам печи желательно использовать болты из нержавеющей стали марки 304 (А2), пропитанные смазкой (предпочтительно токопроводящей смазкой). Важно отметить, что болты и соединения должны быть зафиксированы с помощью измерителя крутящего момента с одним и тем же крутящим моментом. В следующей таблице показан стандартный крутящий момент для затяжки болтов трех основных размеров, 16, 20 и 22 как сухими, так и смазанными способами:

Система соединения кабельных наконечников с внутренними жилами

Техника мощного прессования – это метод компании «Аразтранс» для соединения кабельных наконечников, используемых для водоохлаждаемых кабелей электродуговых печей, с жилами.

Этот метод полностью заполняет поры между кабельным наконечником и внутренними жилами, превращая их в цельную часть. Применение методов пайки и других видов приварки кабельного наконечника к кабелям, в связи с прохождением высоких электрических токов через кабель, компанией вообще не рекомендуется.

Внутренние жилы кабеля

Для получения дополнительной информации о жилах, используемых в конструкции водоохлаждаемых кабелей, обратитесь к разделу «медные жилы».

Рукав

Чтобы получить полную информацию о рукавах для водоохлаждаемых кабелей, обратитесь к разделу «водяные и электрические рукава».

Защита кабеля

В отличие от кабелей индукционных печей, которые требуют максимум одиночное термостойкое покрытие рукава (при необходимости), водоохлаждаемые кабели  электродуговых печей требуют большей защиты для повышения надежности работы. Способы защиты этих водоохлаждаемых кабелей включают следующие три категории:

  • Термостойкая защита рукава кабеля

В отличие от защиты рукавов для индукционных печей несложного механизма использования термостойкого покрытия недостаточно для защиты рукава водоохлаждаемых кабелей электродуговых печей от разбрызгивания расплавленных частиц при входе и выходе электродов из тигля. Поэтому компания «Аразтранс» применяет термостойкое покрытие специальной марки «Pyroblanket». Это покрытие для рукава, изготовленное из тканого стекловолокна и специальной силиконовой смолы, может выдерживать постоянный нагрев до 260 С и переходный нагрев до 1700 С. Это защитное покрытие, в дополнение к его очень подходящим термическим и физическим свойствам, может быть легко установлено и заменено без необходимости отделять кабель от печи. Оно крепится к рукаву с помощью механизма контактной ленты.

  • Защита кабеля от истирания и ударов

Для защиты водоохлаждаемых кабелей электродуговых печей используются специальные амортизаторы7 для защиты от истирания и ударов, вызванных постоянными перемещений электродов, из-за которых кабели ударяются друг о друга, а также об окружающие объекты. Амортизаторы обычно изготавливаются из каучука и устанавливаются как в подвижном, так и в неподвижном виде. Неподвижные амортизаторы, устанавливаемые в определенном месте наружной поверхности рукава, фиксируются стальными хомутами, а подвижные свободно обматываются вокруг рукава и могут перемещаться оператором. Следует отметить, что подвижные амортизаторы могут перемещаться из-за движения или вибрации кабеля.

  • Защита кабеля от изгиба

Одним из важнейших моментов при эксплуатации водоохлаждаемых кабелей электродуговых печей является величина натяжения и изгиба, вызванная их постоянными движениями. Другими словами, фиксированное подключение одного из кабельных наконечников к источнику питания, а другого  к электроду печи заставляет кабельный наконечник двигаться вследствие перемещения соединенной части, что приводит к натяжению и изгибу вдоль кабеля, особенно вблизи кабельных наконечников. Это может привести к дополнительным давлению и натяжению внутренних жил, особенно в местах соединения с кабельными наконечниками, и возможному разрыву некоторых из жил. Согласно стандартам применения водоохлаждаемых кабелей радиус изгиба висящей части и неподвижной части кабеля примерно в 5 и 6 раз больше диаметров наконечника соответственно.

воздействия. Если этот процесс продолжится, кабель станет практически непригодным для использования.

Одним из подходящих способов определения уровня износа кабеля является регулярное измерение электрического сопротивления кабеля через определенные промежутки времени. Это связано с тем, что износ и разрыв некоторых жил кабеля уменьшает площадь поперечного сечения кабеля и повышает его электрическое сопротивление. Допустимый стандартный предел электрического сопротивления бывшего в употреблении водоохлаждаемых кабелей примерно в 1.5 раза превышает электрическое сопротивление, измеренное до использования. Следовательно, чтобы сравнивать измеренные значения электрического сопротивления кабеля, необходимо определить его начальное электрическое сопротивление.

Так как электрическое сопротивление водоохлаждаемых кабелей электродуговых печей измеряется микроомами, то необходимо использовать микроомметр9.

Ниже приведена формула для расчета электрического сопротивления кабеля и потерь в нем перед первым использованием:

Поступающая в кабель вода поступает в кабель через клеммы, заделанные в кабель на неподвижной стороне, и продолжает течь по двум параллельным путям, пока не достигнет кабеля подвижной части. Один из этих путей является центральной частью по оси кабеля, а другой — пространством, ограниченным внутренней поверхностью кабельной муфты.

Вода поступает в кабель через подвод неподвижный наконечник и течет к подвижному наконечнику по двум параллельным путям. Один из этих путей является центральным каналом, находящимся вдоль оси наконечника, а другой – пространством, ограниченным внутренней поверхностью рукава.

Для пропуска воды в центральном направлении вдоль кабеля предусмотрен водный путь, препятствующий завязыванию жил и нарушению потока воды.

В отличие от индукционных печей, водоохлаждаемые кабели электродуговых печей не состоят просто из одной пути в пружинном виде. Водные пути кабелей этой категории бывают двух видов:

 

Первая категория представляет собой пластиковый профиль, экструдированный из каучукового материала в форме звезды, размещая жилы между соседними поверхностями звезды, предотвращает их взаимодействие.

Вторая категория представляет собой рукав или экструдированный пластик из вышеуказанного материала в виде трубки, прикрепленный к кабельному наконечнику с помощью латунным соединителем.

Кроме центрального канала водоохлаждаемых кабелей электродуговых печей в наконечниках сушевствуют боковые отверстия для пропуска воды с целью охлаждения наружной поверхности жил.

Хомуты

Для получения дополнительной информации о хомутах, используемых в конструкции водоохлаждаемых кабелей, обратитесь к разделу «хомуты для водоохлаждаемых кабелей».

1 — Water Cooled Cable (W.C.C)

2 — Strands

3 — Terminal

4 — Electric Tough Pitch Copper

5 — Electric Current Density

6 — Tightening Torque

7 — Bumpers

8 — Electric Resistance

9 — Micro Ohm Meter