Некоторые особенности выбора конструкции электропечей для выплавки нормального электрокорунда «на выпуск» по методике, предложенной кандидатом технических наук Б. М. Танхельсоном

Выбор мощности электропечи производится исходя из задаваемой производительности плавильного цеха. Суммарная установленная мощность W печных трансформаторов определяется по формуле.

где Р — задаваемая производительность, но электроду, т/год; q — удельный расход энергии, кВт ч/т; cos.

п — число часов простоя трансформаторов за год, ч.

Поскольку величины q, cos.

п известны, то выражение (2.1) можно представить в виде выражения.

где с — коэффициент, определяемый из соотношения.

aside class="viderzhka__img" itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject">

Поэтому при существующих параметрах производства (q = 2600—2800 кВт ч/т; п = 360 ч, или 4% календарного времени; costp = 0,89—0,93; К = 0,93—0,97; 8760 — п = 8400 ч; с = 0,34−0,40 кВт/т), выражение (2.2) может быть представлено в виде Из выражения (2.3) определяют треоуемую мощность печных трансформаторов, зная производительность печи Р мощность каждой отдельной печи при этом выбирают, исходя из существующих типов печей. На этом заканчивается первый этап расчета печи.

Следующим этапом расчета печи является определение вторичного напряжения печного трансформатора, обеспечивающее необходимую величину погружения электродов в расплав для создания условий нормального протекания восстановительных процессов в печи. При этом в случае недостатка восстановителя в шихте следует повышать вторичное напряжение, а при его избытке — понижать. Поэтому вторичное напряжение должно иметь плавное регулирование в пределах ±20% от средней величины напряжения U_cp. В практике работы электропечей для выплавки электрокорунда нормального установлена четкая взаимосвязь между вторичным напряжением и мощностью печи (рис. 2.10), которую можно выразить выражением.

где В — коэффициент, зависящий от способа производства и качества применяемого сырья.

Рис. 2.10. Зависимость напряжения Uот мощности электропечи W при плавке нормального электрокорунда поданным Б. М. Танхельсона:

/— плавка «на блок»; 2— плавка «на выпуск» .

Например, для плавки на выпуск с использованием агломерированного греческого боксита В = 10,7 — 10,8.

Значения электрических и геометрических параметров печей зависят от требований технологического процесса и определяются следующим образом:

активное сопротивление ванны определяется удельным электрическим сопротивлением шихты р, Ом см, положением электрода в ванне печи А' (/Г — безразмерная величина, определяемая отношением глубины погружения электрода к общей глубине ванны) и диаметром электрода d, м. Сказанное можно выразить математически в виде критерия электрического подобия (ЭП): ЭП = = U_nd/Ip, где U_n — полезное напряжение в электроде, В; / — сила тока в электроде, А, или в виде требования к постоянной позиции электрода, обеспечивающей заданное распределение мощности: Rdfр = К. При постоянных d и р можно считать, что для нормальной работы печи необходимо поддержание постоянного отношения U_n/I, т. е. поддержание постоянного активного сопротивления ванны R.

Величина Rdопределяет режим работы и размеры печного агрегата. Поэтому в конструкции электропечи должен быть предусмотрен прибор для контроля положения электрода в ванне печи.

Зная мощность трансформатора печи и диапазон рабочих напряжений, можно определить максимальные токовые нагрузки в электродах, а по ним найти диаметр электрода. Далее определение размеров ванны не представляет трудностей, если считать, что в нормально работающих электропечах зазор между телом электрода и гарнисажем в самом узком месте должен быть не менее 1,1 диаметра электрода.

Правильный подбор электрических режимов и геометрических параметров печей обеспечивает их нормальную работу и исключает периодические «аварийные» выпуски ферросплава из нижних слоев ванны через специальную летку.