Файл: Данцис Я.Б. Методы электротехнических расчетов руднотермических печей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 172
Скачиваний: 0
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Е - |
1 /'' |
, / = |
f i |
== ] / |
^ 2 5 ? . |
|
(6-2) |
|
|
|
|
|
' |
я О э |
Е |
у |
k |
|
|
|
|
Далее определяют |
|
плотность тока |
в электроде ô == IIS3. |
Величина |
||||||
ô |
не |
должна |
превосходить |
величину, |
приведенную на |
кривой |
ô --= |
||||
= |
/ |
(D 3 ) (рис. |
6-2). Если ô |
превосходит допустимую величину, то |
диа |
||||||
метр |
электрода увеличивают. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Руд |
О |
0,1 |
02 |
0,3 |
ОЛ |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0.8квт!см! |
Рис. |
6-1. Зависимость |
коэффициента k |
от |
удельной |
мощности |
|||
|
|
|
в |
электроде |
|
|
|
Основным недостатком этого метода расчета следует считать боль шой разброс значений k и отсутствие методики по выбору н а п р я ж е н и я на трансформаторе д л я заданной величины полезной мощности на электродах.
М. Моркрамер [711 в расчетах т а к ж е использует величину так называемого периферического активного сопротивления электрода, которую он называет удельным сопротивлением плавильного тигля р т . Исходя из предположений, что ток от торца электрода не ответвляется, а проходит исключительно по электроду, нижним концам электрода придают форму полушарий; линии тока вследствие симметрии перпен-
141
д и к у л я р н ы поверхности полушария и расположены по ней равномерно.
Моркрамер |
теоретически |
получает зависимость |
Андреа (6-1) |
д л я со |
|
противления |
тигля: |
|
|
|
|
|
|
|
# т = - ^ - - |
|
(6-3) |
Н и ж е |
приведены средние значения удельного сопротивления тигля |
||||
р т > ом-см, |
полученные Моркрамером в результате обработки |
большого |
|||
числа измерений: |
|
|
|
||
|
Ферромарганец (стандартный) |
0,38 |
|
||
|
Силикохром |
|
0,44 |
|
|
|
Ферросилиций |
75% |
0,50 |
|
|
|
Карбид кальция |
0,56 |
|
||
|
Чугун |
|
1,00 |
|
|
|
Феррохром |
|
2,00 |
|
Рис. 6-2. Зависимость максимально |
Рис. 6-3. Максимальная нагрузка само |
|||
допустимой |
плотности тока |
в элек- |
спекающихся электродов |
|
троде |
от |
его диаметра |
|
|
Моркрамер |
указывает, |
что |
значения р т , приведенные выше, не |
следует рассматривать как абсолютно точные, так как они зависят от сопротивления компонентов шихты и в особенности от вида загружае
мых углеродистых материалов. Поэтому Моркрамер предлагает |
в к а ж |
дом конкретном случае определять величину р т в небольшой |
лабора |
торной печи, используя выражения (6-3). Моркрамер приводит следую щую зависимость между максимальным током в электроде и его диа метром D3:
/ |
= cVW, |
|
|
(6-4) |
макс |
У |
э' |
у |
' |
гд е с — постоянная, D3 — в см, I — в а. Тщательная проверка пре
дельных значений, проведенная Моркрамером, показала, что более
точным |
является выражение / м а к с |
= 20Dà'7 . |
На |
рис. 6-3 |
приведены |
максимальные нагрузки самоспекающихся электродов в |
зависимости |
||||
от их |
диаметра. |
|
|
|
|
Следует указать, что и эти зависимости |
не соответствуют практике |
||||
работы |
руднотермических печей. |
Улучшение |
качества |
электродной |
142
массы, условий ее коксования и другие меры позволили достигнуть значительно более высоких плотностей токов в электродах, чем это
показано на |
рис. 6-3. Так, на карбидной печи мощностью |
69 |
Мв-а |
|
в Тросберге |
[80] при диаметре самоспекающегося электрода |
1500 |
мм, |
|
максимальная плотность тока достигает 7,3 а/см'2, На мощных |
кар |
|||
бидных печах в СССР достигнута плотность тока в электродах 6,5 |
а/см2, |
|||
[81 ] . Вопрос |
о допустимых плотностях тока в электроде имеет боль |
|||
шое практическое значение в связи с ростом единичной |
мощности |
|||
агрегатов, и потому исследованию в этой области следует |
уделить |
|||
особое |
внимание. |
|
|
|
Исходя из ранее принятых условий, можно определить |
удельную |
|||
мощность на |
поверхности раздела торец электрода—тигель: |
|
|
|
|
|
Л У Д = ^ , |
|
(6-5) |
где Рп |
— мощность тигля . |
|
|
При заданном процессе и определенном сырье потребление энергии при нормальном режиме есть величина постоянная. Опыты, прове денные на различных печных установках, подтвердили это положение и позволили Моркрамеру получить средние значения удельных мощ
ностей і і у д , вт/см2, |
на |
поверхности раздела торец |
электрода—тигель |
д л я различных продуктов: |
|
||
Ферромарганец (стандартный) |
110 |
||
Силикохром |
|
165 |
|
Ферросилиций |
75% |
190 |
|
Карбид |
кальция |
260 |
|
Чугун |
|
|
180 |
Феррохром |
|
320 |
Данные, приведенные выше, так же, как и представленные ранее, зависят от физических свойств применяемого сырья и поэтому, указы вает М. Маркрамер, должны рассматриваться как ориентировочные.
Из (6-5) следует:
D 3 = |
|
l / ~ _ ? f i L . |
(6-6) |
|
|
|
у |
Зяг)уд |
|
Если это соотношение подставить в (6-3), то при номинальной |
мощ |
|||
ности, получим: |
|
|
|
|
|
|
|
Г' |
|
Ri |
* |
V |
ë E - |
( 6 - 7 ) |
|
Сопротивление тигля обратно пропорционально корню квадратному из мощности тигля печи.
М. Моркрамер приводит методику выбора параметров электропеч
ных трансформаторов. Мощность печного |
трансформатора |
S = - ^ - , |
(6-8) |
COS ф |
|
н а
где А — удельный расход электроэнергии при получении целевого продукта; Q — проектируемая производительность печи. Имеем:
COS |
ф |
COS ф |
|
yj c o s ф |
ц c o s |
ф |
|
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
З Я Т |
|
Т ) С О З ф |
" Ч С О Э ф |
}/ |
Зі1 2 С 0 8 2 ф |
|
|
Подставляя значение |
RT из (6-7), |
получим* |
|
|
|
||
|
|
4 |
А |
|
|
|
|
|
7 = 0 , 7 1 / ' ü ü L z W |
|
|
(6-9) |
|||
|
|
|
|
Р?т1уд |
|
|
|
|
|
COS ф |
|/ |
Yj3 |
|
( 6 |
. 1 0 ) |
|
|
|
4 |
' |
|||
З н а я величины A, |
Q, |
р т , т)у д , іі, cos op, можно определить величину |
номинального напряжения и номинального тока печного трансформа
тора. З н а я ток, определяют диаметр электрода. |
Необходимо |
отметить, |
что в выражения (6-9) и (6-10) входят величины, |
определение |
которых |
весьма затруднительно. Кроме того, следует иметь в виду, что опреде ление cos Ф также представляет определенные трудности, ибо с ростом единичных мощностей электропечных агрегатов задаваться постоян ными значениями cos ф недопустимо, так как величина cos ф сама зависит при заданной реактивности печного контура от отношения величин тока и н а п р я ж е н и я [82]. На наш взгляд представляет интерес работа О. Кьюльсета [73], в которой он исследует величину сопротив ления ванны руднотермической печи. Электрод электроплавильной печи рассматривается как заземляющий электрод, погруженный в за грузку . При этом предполагается, что удельное сопротивление за грузки р = const, расстояние между соседними электродами с диа
метром D3 |
достаточно большое, а глубина |
погружения |
электрода не |
||
очень сильно отклоняется от значения DJ2. |
При этих |
предположе |
|||
ниях |
|
|
|
|
|
|
|
1- |
D3 |
|
(6-11) |
|
2nl |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
или ближе |
к современным печам |
|
|
|
|
|
|
R==0&£_r=_k_ |
|
|
( 6 1 2 |
где H — высота ванны (расстояние от поверхности загрузки до подины), / — глубина погружения электрода в загрузку; k — по стоянная, зависящая от удельного сопротивления загрузки .
* У Моркрамера в формуле (6-10) ошибочно указан коэффициент 0,48 вме сто 0,63.
144