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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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