Файл: Сисоян, Г. А. Электрическая дуга в электрической печи.pdf

Рис. 129. Осциллограмма напряжения подводящей сети в конце периода расплав­ ления

4* Осциллограммы силы тока и напряжения сталеплавильной печи в период рафинирования

В период рафинирования в печи уже нет твердой завалки и дуга горит на поверхности жидкого металла. Теплообмен в этот период происходит в основном в результате излучения столба дуги на по­ верхность металла и внутреннюю полость печи. При этом излучение претерпевает многократное отражение как от металла, так и от сте­ нок. В этот период почти целиком исключены короткие замыкания электрода с металлом. Поэтому при рафинировании металла дроссель выводят из контура. Таким образом, в период рафинирования в ванне печи создаются весьма благоприятные тепловые условия для горения дуги; она горит спокойнее и устойчивее, чем в период расплавления. Незначительные возмущения, обусловленные кипением металла

176

время печь работала очень устойчиво. Незначительные возмущения ликвидировались очень быстро. Более или менее длительное воз­ мущение, зарегистрированное в конце осциллограммы, объясняется тем, что в это время в печь была подана корректирующая шихта. После всплеска тока регулятор привел печь к заданному режиму, но подача новой порции шихты снова нарушила установившийся режим. Однако и на этот раз регулятор быстро привел печь в нор­ мальное состояние. В конце плавки зафиксированы мгновенные зна­ чения силы тока, напряжения и мощности фазы (рис. 135). Они пока­ зывают, что дуга горела непрерывно, форма всех кривых весьма близка к синусоиде и высшие гармоники имели незначительные амплитуды.

Из всех этих осциллограмм видно, что форма кривых силы тока и напряжения дуги сталеплавильной печи может меняться в весьма широких пределах и зависит от теплового состояния ванны и общих условий горения дуги.

Глава V I I I

Дуга в ферросплавных печах

1. : Введение

Ферросплавы составляют обширную группу материалов, исполь­ зуемых в металлургии. Все они характеризуются тем, что содержат определенный процент железа. Для получения ферросплавов не­ обходимы высокие температуры. Поэтому в подавляющем большин­ стве случаев их получают в электрических печах.

В основном работа всех ферросплавных печей протекает по сме­ шанному принципу. Часть энергии выделяется в дуге, часть — в шихте, когда она находится в твердом или жидком состоянии. Со­ отношение этих количеств энергии может быть различным, но можно с уверенностью сказать, что в любой электрической ферросплавной

дуги в ферросплавных печах, остановимся на параметрах и электри­ ческих характеристиках некоторых печей.

2. Параметры современных ферросплавных печей

Исследования были проведены на ряде печей распространенных типов с трансформаторами мощностью 16 500 и 7500 кВА при вы­ плавке ферросилиция, силикомарганца и углеродистого ферро­ марганца.

178

Остановимся сначала на параметрах двух типов печей мощностью

7500 кВА.

Печи обоих типов укомплектованы трехфазными трансформа­ торами с принудительным охлаждением масла. Обмотки соединены по схеме звезда—звезда; переключатель ступеней напряжения— встроенного типа, с одновременным переключением всех трех фаз без нагрузки. У трансформаторов первого типа предусмотрено пять ступеней напряжения, а у трансформаторов второго типа — шесть. Номинальное напряжение с высокой стороны трансформаторов обоих типов составляет 10 кВ. В табл. 6 и 7 приведены характеристики трансформаторов обоих типов.

Короткие сети печей разнотипны, но для проведения эксперимен­ тов конструкция сетей существенного значения не имела, поэтому на ней не будем останавливаться. В отношении электрических ха­ рактеристик обе короткие сети довольно близки друг к другу. В табл. 8 и 9 приведены эти характеристики.

Как видно из этих таблиц, активные и реактивные сопротивления контуров печей обоих типов почти совпадают.

Ванны печей обоих типов — прямоугольные, электроды располо­ жены в ряд; внутренние размеры ванны следующие: длина 7200, ширина 3050, нормальная глубина ванны 2100 мм; в некоторых пе­ чах глубина ванны уменьшена до 1700 мм.

Электроды всех печей самоспекающиеся, диаметром 1000 мм; расстояние между осями электродов 2100 мм.

Футеровка стенок и пода обеспечивает достаточно высокую тепло­ вую изоляцию ванны. При нормальных условиях эксплуатации пе­ чей температура кожуха ванны, за исключением области летки, ко­ леблется в пределах 120— 200° С. Только в самых верхних зонах, расположенных вблизи краев колошника, она поднимается до 300— 400° С.

По приведенным в табл. 8 и 9 электрическим параметрам построены нагрузочные характеристики печей обоих типов.

Анализ этих характеристик показывает, что на первых двух сту­ пенях для печей первого типа и на первых трех ступенях для печей второго типа режим работы при номинальных токах лежит за точкой перегиба кривых полезных мощностей и поэтому эти ступени не могут быть использованы для нормальной эксплуатации печей.

Наиболее эффективными с точки зрения максимальной произво­ дительности являются высшие ступени напряжения: для печей пер­ вого типа — пятая (141 В), а для второго типа — шестая (132,5 В). На рис. 136, а, б приведены нагрузочные характеристики для этих ступеней напряжения.

Для характеристики всех ступеней напряжения в табл. 10 и 11 приведены основные показатели работы печей при номинальных токах.

Как видно из этих таблиц, при номинальных токах наибольшая мощность подводится к первым печам на пятой ступени — 6590 кВт, а ко вторым печам на шестой ступени — 6420 кВт. Фактически сред­ няя мощность печей бывает на 5— 10% больше. Это объясняется тем, что к печным трансформаторам обычно подводится напряжение 10,5 кВ, т. е. на 5% превышающее номинальное. Вследствие этого повышается и напряжение на низкой стороне печного трансформа­ тора. На шестой ступени печи второго типа напряжение холостого хода равно уже не 132,5, а 139 В, и соответственно у печи первого

180

Рис. 136. Нагрузочные характеристики печей:

а — печь первого типа, ступень напряжения 141В; б — печь второго типа, ступень напряжения 132,5 В

видно, что при номинальном токе 32,5 кА подведенная мощность печи составляет 6700 кВт, а при перегрузке по току на 5% мощность печи поднимается до 7000 кВт.

В настоящее время на ряде заводов широко внедрены закрытые печи типа РКЗ-16,5 оснащенные тремя однофазными трансформато­ рами мощностью по 5500 кВА. Печи имеют ванну круглой формы и три самоспекающихся электрода. Диаметр кожуха печи 7800, диа­ метр плавильного пространства 6100, глубина ванны 2300 мм. Свод печи металлический водоохлаждаемый из отдельных секций, имеет на внутренней стороне обмазку из жароупорного бетона.

181