Литература 43 Приложение а (справочное) 44 1 Определение размеров рабочего пространства и футеровки печи
 Скачать 1.74 Mb.
|
|
Подбирается стандартный диаметр электрода и для него определяется плотность тока, А/см2 [7]  , (3.4)Длину электрода lэ ДСП определяют по формуле [3]  , (3.6)где Нв – полная глубина ванны, мм; Нп.п – высота плавильного пространства, мм; св – толщина свода, мм; Нохл – высота выступающей над сводом части уплотнителя-охладителя электродного отверстия в своде, мм; Нэ.д – высота корпуса электрододержателя, мм; Нзап – запас длины электрода на одну-две плавки, мм; 100÷150 – запас длины электрода на случай «роста» футеровки свода при нагреве, мм. Высота Нохл определяется  (3.6)где а – коэффициент, равный 0,3÷0,6 (меньшее значение для больших диаметров электрода). Высота корпуса электрододержателя  (3.7)Запас длины электрода  , (3.8)где mэ – средний расход электродов на 1 т жидкой стали, 5÷7 кг/т; G – масса садки, т; N – число плавок; эл – объемная масса электрода, равная 1550 – 1600 кг/м3; dэ – диаметр электрода, м 4 Расчет электрических параметров печи Электрический режим дуговой печи определяется следующими основными параметрами: 1) вторичным напряжением электропечного трансформатора; 2) током, протекающим в электроде; 3) суммарными индуктивным и активным сопротивлениями печной установки. 4.1 Определение активных сопротивлений Активное сопротивление R вызывает потери мощности в силовой цепи питания, снижая электрический к.п.д. (э) и эффективность работы ДСП. Электрические потери имеют место в силовом и вспомогательном электрооборудовании на токоподводах на стороне высокого напряжения (ВН) и стороне низкого напряжения (НН), в электрододержателях и электродах. При расчетах электрических параметров проектируемых ДСП определяют активное сопротивление всех элементов силовой цепи, приводя их к силе тока НН. При таком пересчете активные сопротивления сети, дросселя и обмотки ВН трансформатора оказываются настолько малыми, что им можно пренебречь. Определение активных и индуктивных сопротивлений представляет собой сложную задачу, поэтому выполняем упрощенным способом. Установленные опытным путем суммарное активное сопротивление R силовой цепи НН и его распределения по участкам для некоторых ДСП характеризуются значениями (Ом·м/ % [3]) приведенными в таблице 4.1. Вычислив значение активного сопротивления какого-нибудь участка, например, электродов (Rэ), которые имеют одинаковое расположение во всех трехэлектродных печах с круглой формой ванны, можно определить суммарное активное сопротивление контура на стороне НН. Таблица 4.1 - Активное сопротивление по участкам ДСП, Ом·м/ %
Активное сопротивление проводника (электрода) при протекании постоянного тока выражается формулой [3]  , (4.1)где э – удельное электросопротивление электрода, Ом·м;  – расчетная длина проводника (средняя длина от нижнего конца электрода до середины корпуса электрододержателя), м; – площадь поперечного сечения электрода (м2) с учетом «обсасывания» его (определяется по формуле  ).Активное сопротивление проводника при протекании переменного тока выражается формулой [6]  , (4.2)где Кд – коэффициент добавочных потерь. Для электродов печных установок коэффициент добавочных потерь может быть определен по кривым рисунка 4.1 применительно к условиям токораспределения по сечению электродов, расположенных своими осями на окружности диаметром Dр.э [6].  4.2 Определение индуктивных сопротивлений Индуктивное сопротивление (Х) имеет особое значение для работы ДСП. От величины индуктивного сопротивления зависит условия непрерывного горения дуги. Однако излишнее сопротивление Х снижает коэффициент мощности, уменьшает потребляемую активную мощность, загружает питающую сеть избыточной реактивной мощностью. Индуктивное сопротивление Х определяют как сумму сопротивления трех участков НН: 1) трансформатора Хт; 2) короткой сети Хк.с; 3) электрода Хэ. Наиболее стабильной частью суммарного индуктивного сопротивления является индуктивное сопротивление электрода, изменяющееся в узких пределах порядка 17÷19% от общей суммы. Определив индуктивное сопротивление электрода Хэ находят суммарное индуктивное сопротивление Х контура на стороне НН. Индуктивное сопротивление участка цепи определяется действующей индуктивностью L и частотой переменного тока f [6]. Действующая индуктивность состоит из собственной индуктивности и взаимной индуктивности [3, 6]  , (4.3)где L11 – собственная индуктивность проводника, мкГн; М12, М13 – взаимная индуктивность между двумя любыми проводниками, мкГн; Собственная индуктивность прямолинейного проводника, (L11, мкГн) [6]  , (4.4)где l – длина проводника (электрода), см; g11 – среднее геометрическое расстояние площади поперечного сечения проводника от самой себя, см. Среднее геометрическое расстояние площади поперечного сечения проводника от самой себя для круга диаметром  определяется [6] , (4.5)Взаимные индуктивности прямолинейных проводников определяются по формуле, (М12 и М13, мкГн) [3, 6]  , (4.6)где g12 – среднее геометрическое расстояние между проводниками кругового сечения (см), равное расстоянию между их осями. Среднее геометрическое расстояние между проводниками кругового сечения определяется [3, 6]  (4.7)Индуктивное сопротивление электрода (Хэ, Ом·м) определяется [3]  (4.8)4.3 Определение электрического режима Основными показателями электрического режима ДСП являются [6] Полная мощность, МВА  , (4.9)где U2ф.в – высшая ступень вторичного напряжения электропечного трансформатора, кВ. Реактивная мощность, МВА  , (4.10)где Iэ – ток, протекающий в электроде, кА. X – индуктивное сопротивление, Ом. Активная мощность, МВт  (4.11)Коэффициент мощности  (4.12)Мощность электрических потерь, МВт  , (4.13)где R – активное сопротивление, Ом. Мощность нагрева (дуги), МВт  (4.14)Электрический к.п.д.  (4.15)Мощность тепловых потерь, МВт  (4.16)Полезная мощность, МВт  (4.17)Электрических характеристик ДСП недостаточно для определения оптимального режима печи, обеспечивающие высокие технико-экономические показатели. Технический уровень электропечной установки оценивают в первую очередь значениями таких технико-экономических показателей, как 1) часовая производительность, т/ч  (4.18)2) удельный расход электроэнергии на единицу массы продукции, кВт·ч/т  (4.19)а также следующими технологическими параметрами: 3) время плавления одной тонны стали, ч  (4.20)4) полный (общий) к.п.д. печи  , (4.21)где 340 кВт·ч/т – теоретическое количество энергии, необходимое для расплавления 1 т стали с учетом тепла, аккумулированного кладкой печи в период рафинирования и переданного частично шихте (30 – 40 кВт·ч/т). Для каждой ступени вторичного напряжения трансформатора можно построить кривые зависимости коэффициента мощности, активной мощности, мощности электрических потерь, полезной мощности и электрического к.п.д. печной установки в зависимости от тока электрода. Эти кривые называются рабочими характеристиками печи [3, 6]. ЛитератураЭлектрометаллургия стали и ферросплавов. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А. и др. – М.: Металлургия, 1984. – 567 с. Тепловая работа дуговых сталеплавильных печей. Никольский Л.Е., Смоляренко В.Д., Кузнецов Л.Н. – М.: Металургия, 1981. – 318 с. Толымбеков М.Ж. Методические рекомендации по выполнению производственно-профессиональных расчетов по технологическим и конструктивным курсам металлургических специальностей. - Алма-Ата: РУМК, 1990. – 103 с. Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры. Под ред. Л.Е. Никольского. – М.: Энергия, 1971. – 271 с. Электротермическое оборудование: Справочник/ Альтгаузен А.П., Некрасова Н.М., Гутман М.Б. и др.; Под общ. Ред. А.П. Альтгаузена. – М.: Энергия, 1980. – 487 с. Электрические печи сопротивления и дуговые печи. Гутман М.Б., Кацевич Л.С., Лейканд М.С. и др.; Под общ. Ред. М.Б. Гутмана. – М.: энергоатомиздат, 1983. – 359 с. Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. – М.: Металлургия, 1977. – 488 с. Кацевич Л.С. Теория теплопередачи и тепловые расчеты электрических печей. – М.: Энергия, 1977. – 304 с. Расчет мощности и параметров электропечей черной металлургии. Егоров А.В. – М.: Металлургия, 1990. – 280 с. Зинуров И.Ю., Никольский Л.Е., Тулин Н.А. и др. - М.: Электротемия, 1972, вып.2. – 60 с. Дуговые сталеплавильные печи: Атлас / Зинуров И.Ю., Строганов А.И., Кузнецов Л.К. и др. – М.: - металлургия, 1978. – 180 с. Металлургические печи: Атлас / Миткалинный В.И., Кривандин В.А., Морозов В.А. и др. – М.: Металлургия, 1987. – 380 с. Печи в литейном производстве: Атлас конструкций / Благонравов Б.И., Грачев В.А., Сухарчук Ю.С. и др. – М.: Машиностроение, 1989. – 156 с. Электрические печи черной металлургии. Самохвалов Г.В., Черныш Г.И. – М.: Металлургия, 1984. – 232 с. Смоляренко В.Д., Кузнецов Л.Н. Энергетический баланс дугоых сталеплавильных печей. – М.: Энергия, 1973. – 85 с. Содержание Введение 3 Определение размеров рабочего пространства и футеровки печи 6 Энергетический баланс и выбор мощности трансформатора 19 Выбор типа и определение размеров электрода 33 Расчет электрических параметров печи 36 Литература 43 Приложение А (справочное) 44 |