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

Так как токи в фазах связаны соотношениями:

к 4~ к 4~ h —О,

то после исключения токов в разветвлениях всю систему уравнений можно свести к трем уравнениям:

Сопротивления, включенные параллельно и последовательно дуге, заменены эквивалентными последовательными сопротивле­ ниями г' и г"; соответствующим образом изменились и напряжения

дуг.

Из системы уравнений (X I1-5) получим

Подставляя эти значения в уравнения (X I1-7), получаем полную систему уравнений в виде

287

Рис. 210. Расчетные кривыетрехфазной шунтирован­ ной дуги по данным И. Т. Жердева

Эти уравнения решаются методом подстановки и дают следующие значения токов печи:

(XII-13)

Токи дуг определяют по уравнениям (XII-6).

На рис. 210 приведены кривые, полученные в результате одного из многочисленных примерных расчетов, выполненных И. Т. Жер­ девым по вышеуказанному методу.

Однако принятые ограничения (постоянство параметров и прямо­ угольная форма кривой напряжения) в значительной степени сни­

2 8 9

и с такой степенью ионизации среды, что форма кривых тока и напря­ жения дуги будет приближаться к синусоидальной.

Однако испытания показали, что для установления чисто сину­ соидальной формы кривой тока дуги шестичасовой непрерывной работы печи недостаточно. Кривые силы тока в осциллограммах, показанных на рис. 138, б, в, г, продолжают оставаться (правда, в небольшой степени) искаженными. Однако сравнение этих кривых показывает, что с течением времени кривая тока начинает сглажи­ ваться. Действительно осциллограмма, показанная на рис. 138, в, снятая через 3 ч после осциллограммы рис. 138, б, менее искажена и ближе к синусоиде, чем предыдущая кривая. Еще более показа­ тельна осциллограмма, приведенная на рис. 138, г. Несмотря на то, что ток фазы перед записью был снижен с 35 до 25 кА, искажение этой кривой меньше, чем кривой на рис. 138,6. Следовательно, дли­ тельность ровного режима работы печи влияет на форму кривой силы тока не меньше, чем величина тока.

Второй цикл осциллограмм должен был показать нам режим печи во время ее повторного пуска. К моменту пуска печи тигель находится в холодном состоянии и под торцом электрода, поднятого вверх, дуга не может гореть. Но в то же время магма, окружающая боковую поверхность электродов, сохраняет достаточно высокую температуру и электропроводность. Поэтому ток в печи в этот период обусловливается исключительно шихтовой проводимостью. Таким образом, следовало ожидать, что кривая тока будет чистой синусои­ дой.

Кривая тока на осциллограмме рис. 138, д подтверждает это положение. Повторная осциллограмма рис. 138, е, снятая через 13 мин после пуска печи, показывает, что и в этот момент ток печи продолжает оставаться синусоидальным и, следовательно, печь работает по принципу печи сопротивления.

Первые признаки искажения тока появились только через 23 мин

т. е. в тигле печи. Электрод все это время оставался неподвижным и расстояние между подом и электродом было настолько велико, что подаваемое фазное напряжение не могло обеспечить горения дуги на таком расстоянии. Незначительное искажение тока в этот период объясняется появлением перемежающихся мелких дуг между боковой поверхностью электрода и оплавляющейся шихтой.

Существенно важным фактором, отмеченным за этот период работы печи, является то, что мощность печи с 3000 кВт при пуске через 25 мин поднялась до 6000 кВт. По мере разогрева печи ее мощность постепенно нарастала. Электроды за все это время оста­ вались неподвижными, кривая силы тока была почти чисто синусо­ идальной, значит, дуга под электродом не горела и, следовательно, печь работала по принципу шихтовой проводимости, забирая мощ­ ность, равную почти номинальной.

Отметим тут же, что при испытаниях печи на 75%-ном ферро­ силиции был выявлен иной характер протекания процесса включе­

290