Главная страница
Навигация по странице:

  • ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ____________________________________________________________ ___ _____________________________ А.С.Какурин

  • Псков 2010 г. Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом ППИ Рецензент: Федоров А.А.

  • Электрические печи сопротивления

  • Установки индукционного и диэлектрического нагрева

  • Установки и печи электродугового нагрева

  • Электрическая контактная сварка

  • Тема 3 Электролизные установки

  • Вопросы для самопроверки

  • Тема 1 Электрические плавильные и термические установки Общая часть

  • Вопросы

  • Методичка по ЭТУ. Методические указания и контрольные задания по курсу "Электротехнологические промышленные установки" для студентов специальности 140211 "Электроснабжение"


    Скачать 1.13 Mb.
    НазваниеМетодические указания и контрольные задания по курсу "Электротехнологические промышленные установки" для студентов специальности 140211 "Электроснабжение"
    Дата19.01.2023
    Размер1.13 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаМетодичка по ЭТУ.doc
    ТипМетодические указания
    #893687
    страница1 из 5
      1   2   3   4   5




    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
    ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

    ____________________________________________________________________________________________

    А.С.Какурин

    В.М.Коробов

    Программа, методические указания и

    контрольные задания по курсу

    "Электротехнологические промышленные установки"
    для студентов специальности 140211 "Электроснабжение"

    Псков

    2010 г.
    Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом ППИ


    Рецензент: Федоров А.А.


    Автор: Какурин А.С., В.М.Коробов


    РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
    Введение

    Цель и задачи курса «Электротехнологические промышленные установки»; его связь с курсом «Электроснабжение промышленных предприятий».

    Понятие об электротехнологических процессах. Различные электротехнологические процессы в промышленности. Краткие сведения из истории развития электротехнологии. Современное состояние электротехнологии в РФ и за рубежом. Удельный вес расхода электроэнергии на нужды электротехнологии в общем балансе расхода электроэнергии страны. Современные проблемы электротехнологии и перспективы ее развития.
    Тема 1

    Электрические плавильные и термические установки
    Общая часть

    Классификация электротермических установок по способу преобразования электрической энергии в тепловую.

    Законы теплопередачи применительно к электротермическим установкам. Теплопередача теплопроводностью, конвекцией и излучением. Материалы, применяемые в печестроении: огнеупорные, теплоизоляционные и жароупорные. Измерение и регулирование температуры.
    Электрические печи сопротивления

    Классификация печей сопротивления: печи прямого и косвенного действия, печи периодического и непрерывного действия, плавильные и нагревательные печи. Конструктивные разновидности печей сопротивления. Тепловой и электрический расчеты печи сопротивления. Конструкции и материалы нагревательных элементов. Мероприятия по экономии электроэнергии и повышению производительности печей. Установки прямого нагрева методом сопротивления. Элементы электрического оборудования и схемы включения печей сопротивления.
    Установки индукционного и диэлектрического нагрева

    Современное состояние вопроса и тенденции дальнейшего развития.

    Физические основы индукционного нагрева. Классификация индукционных электропечей и установок и область их применения. Индукционные печи со стальными сердечниками и печи без сердечников. Динамические и тепловые эффекты в ванне индукционной печи. Удельные технико-экономические показатели. Схема питания и управления. Промышленные установки индукционного нагрева. Элементы расчета индукторов и выбор частоты. Конструктивные особенности токопроводов и индукторов.

    Влияние качества электроэнергии на ход технологического процесса. Особенности электроснабжения.

    Принцип работы установок диэлектрического нагрева. Область использования. Техническая характеристика оборудования и источников питания.

    Охрана труда при эксплуатации установок высокой частоты.
    Установки и печи электродугового нагрева

    Исторический обзор, современное состояние и перспективы развития.

    Основные закономерности и электрические характеристики электрической дуги. Ионизация газов, электродные процессы. Вольт-амперная характеристика дуги. Условия устойчивости дуги постоянного и переменного тока. Характеристики источников питания.

    Дуговые сталеплавильные печи (ДСП). Классификация, конструкция и область применения ДСП. Эксплуатационное короткое замыкание в ДСП. Схема цепи главного тока дуговой печи. Короткая сеть. Электрооборудование. Электрические и рабочие характеристики ДСП. ДСП как потребитель электрической энергии. Мероприятия по снижению влияния работы ДСП на системы электроснабжения до значений, допускаемых ГОСТ. Мероприятия по экономии электроэнергии при работе ДСП. Регулирование мощности.

    Руднотермические печи. Конструкция и область применения. Особенности электрооборудования. Компенсация реактивной мощности.

    Печи электрошлакового переплава (ЭШП). Область использования, электрооборудование, система автоматического регулирования в печах ЭШП. Технико-экономические показатели.

    Краткие сведения о других электрических печах. Вакуумные дуговые печи, электронно-лучевые установки, плазменные установки.

    Меры по улучшению технико-экономических показателей при эксплуатации электродуговых печей: повышение производительности, снижение удельных расходов энергии, уменьшение простоев и т. д.

    Техника безопасности при эксплуатации электрических дуговых печей.

    Тема 2

    Установки электрической сварки

    Классификация, исторический обзор.
    Электрическая дуговая сварка

    Физические основы дуговой сварки, область применения. Условия для стабилизации дуги на постоянном и переменном токе. Основные требования к источникам питания сварочных установок. Трансформаторы, выпрямители и генераторы  их конструкция и внешние характеристики. Применение осцилляторов и импульсных генераторов для повышения устойчивости горения дуги. Преимущества трехфазной дуговой электрической сварки. Автоматизация процессов дуговой сварки. Особенности электроснабжения крупного сварочного цеха.

    Электрическая контактная сварка

    Физические основы контактной сварки, области применения, особенности. Источники питания и аппаратура управления. Автоматическое регулирование процесса контактной сварки. Технико-экономические показатели.

    Основы охраны труда и правил техники безопасности при эксплуатации установок электрической сварки.
    Тема 3

    Электролизные установки

    Физические основы, классификация, область применения и основные технические характеристики электролизных установок. Историческая справка.

    Электролиз меди, цинка, алюминия. Технико-экономические показатели. Конструкции электролизных ванн, шинопроводы, требования к системам электроснабжения. Преобразовательные подстанции, электрическая схема главных цепей электролизной подстанции. Электрооборудование электролизных установок.

    Применение электролиза в машиностроении. Охрана труда и техника безопасности.
    Тема 4

    Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов

    Классификация, исторический обзор, область применения.

    Электрофизические методы обработки: электроэрозионные, электронно-лучевые, ультразвуковые, электрогидравлические и магнитно-импульсные. Их физические основы, принципиальные схемы, технологические характеристики и удельные технико-экономические показатели.

    Электрохимические методы обработки: анодно-гидравли­ческий, анодно-механический, анодно-абразивный. Физические основы, электрические и технологические схемы процессов. Технологические характеристики и удельные технико-экономические показатели.

    Влияние качества электроэнергии на ход технологического процесса.
    Тема 5

    Установки, использующие электрическое поле высокого напряжения

    Заряженные частицы в чистом воздухе, аэрозолях и суспензиях. Электризация аэрозолей, сыпучих смесей, эмуль­сий и суспензий.

    Промышленное использование электростатического поля: электроокраска, разделение на компоненты сыпучих смесей, электрофильтры, электросепарация, установки для очистки воды и разделения на компоненты эмульсий и суспензий.

    Электрооборудование и источники питания типовых элект­ростатических установок. Схемы питания. Технико-экономические показатели.

    Охрана труда и техника безопасности при эксплуатации установок электрического поля высокого напряжения.

    ЛИТЕРАТУРА
    Основная:

    1. Болотов А.В., Шепель Г.А. Электротехнологические установки.  М.: Высшая школа, 1988.

    2. Электротехнологические промышленные установки. Учебник для вузов./Под ред. А.Д. Свенчанского.  М.: Энергоиздат, 1982.



    Дополнительная:

    1. Тормасов В.В. Электротехнология основных производств.  М.: Высшая школа, 1970.


    МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

    В результате изучения данного курса студенты должны получить твердые знания о физических основах электротехнологических установок, конструкциях промышленных установок, системах электроснабжения, автоматизации, технико-экономических показателях и областях применения этих установок. Особое внимание при изучении курса следует обратить на электрооборудование, требования к системам электроснабжения различных установок и к качеству электроэнергии.
    Введение

    Здесь приводятся общие сведения об электротехнологических процессах и их применении в промышленности. Следует обратить внимание на историю развития электротехнологии, а также на роль российской и советской науки в области разработки и внедрения электротехнологии в промышленность. Потребление электрической энергии электротехнологическими установками в энергобалансе страны постоянно возрастает. В настоящее время электротехнологические установки потребляют свыше 30% всей электроэнергии, потребляемой промышленностью РФ. Перспективы дальнейшего развития электротехнологии определены технической политикой страны, направленной на внедрение новых технологий, увеличение единичных мощностей, автоматизацию производственных процессов, улучшение условий труда, охрану окружающей среды и т.д.

    В ряде случаев возникают специфические требования к сетям электроснабжения современных электротехнологических установок. Это обычно относится к установкам, которые являются или энергоемкими (до нескольких сотен ), или своей работой вызывают ухудшение показателей качества электроэнергии, или для эффективности своей работы предъявляют повышенные требования к бесперебойности электроснабжения данной установки.

    Изучение особенностей электроснабжения различных электротехнологических установок, а также мероприятий, направленных на снижение удельных расходов электроэнергии, потребляемой различными электротехнологическими установками, является необходимым звеном в формировании инженера специальности 140211 «Электроснабжение».
    Вопросы для самопроверки

    1. Какие технологические процессы относятся к электротехнологическим?

    2. Перечислите наиболее широко применяемые в промышленности электротехнологические процессы.

    3. Сообщите краткие сведения о развитии электротехнологии.

    4. Какие особенности электротехнологических установок, как потребителей электротроэнергии, вы знаете?

    Тема 1

    Электрические плавильные и термические установки
    Общая часть

    При изучении этой темы следует понять принципы классификации электротермических установок (ЭТУ), обратив внимание на способы превращения электрической энергии в тепловую.

    Определение электрических нагрузок, создаваемых ЭТУ, необходимо для выбора схем электроснабжения, расчета питающих линий, выбора оборудования, настройки аппаратуры защиты и автоматики и т.п. Удельное потребление электроэнергии, мощность и КПД ЭТУ любого типа могут быть определены в результате проведения теплового расчета, основанного на законах теплопередачи.

    Для удобства изучения процесс распространения тепла расчленяется на три более простые явления: теплопроводность, конвекцию и лучистый теплообмен.

    Необходимо рассмотреть стационарный процесс передачи тепла через плоскую однородную стенку бесконечных и конечных размеров, ознакомиться с получением формул теплопроводности для многослойной плоской и многослойной цилиндрической стенки и, анализируя эти формулы, уметь предлагать мероприятия, направленные на снижение тепловых потерь теплопроводностью.

    При изучении конвективного теплообмена достаточно воспользоваться упрощенным уравнением теплопередачи при естественной и принудительной конвекции. Необходимо четко представлять влияние геометрических размеров стенок печи, физических свойств омывающей стенку среды, перепада температур, скорости движения среды и других факторов на коэффициент теплоотдачи конвекцией, а также понять, что особенно высока доля конвективного теплообмена в тепловом балансе низкотемпературных печей. Необходимо изучить мероприятия по снижению конвективного теплообмена.

    При изучении теплообмена излучением рассматриваются понятия абсолютно черного и абсолютно белого тел. На основании законов Стефана-Больцмана, Планка и Вина необходимо получить практические расчетные формулы лучеиспускания «серого» тела. Примерами, в которых лучистый теплообмен доминирует над другими видами теплообмена, могут служить потери тепла через открытые дверцы и крышки высокотемпературных печей, передача тепла от нагревательных элементов в печах сопротивления косвенного действия к нагреваемым изделиям и т.п. Анализируя формулы лучеиспускания, студент должен представлять ряд мероприятий, способных снижать, а при необходимости повышать, теплообмен излучением.

    Следует помнить, что от материалов, используемых в печестроении, зависят не только капитальные затраты, но также и эксплуатационные, в том числе и удельный расход электроэнергии. Поэтому необходимо ясно представлять себе требования, которые предъявляются к материалам, применяемым в печестроении, и знать названия и основные свойства наиболее широко используемых огнеупорных, теплоизоляционных и жароупорных материалов.

    При изучении способов измерения и регулирования температуры в электрических печах необходимо кратко ознакомиться с различными типами приборов для измерения температуры и их устройством. Более подробно следует рассмотреть термоэлектрические пирометры и уметь определять ошибки при измерениях этими приборами. Необходимо знать характеристики наиболее распространенных термопар и компенсационных проводов. После рассмотрения различных принципов автоматического регулирования температуры следует обратить особое внимание на двух позиционное регулирование – периодическое включение и отключение части или всех нагревателей для стабилизации температуры в печи или ее изменения по определенному закону.
    Вопросы для самопроверки

    1. Как классифицируются ЭТУ?

    2. Для каких целей необходимо проводить тепловой расчет ЭТУ?

    3. Перечислите основные виды теплопередачи.

    4. Приведите примеры мероприятий по снижению или увеличению теплообмена излучением.

    5. Каково назначение огнеупорных, теплоизоляционных и жароупорных материалов? Приведите примеры и опишите свойства.

    6. Какие типы приборов измерения температуры в ЭТУ вы знаете?

    7. Опишите устройство и объясните принцип действия термоэлектрических пирометров.

    8. В чем заключается сущность двухпозиционного регулирования температуры?


    Электрические печи сопротивления

    При изучении этого раздела следует уяснить области применения электрических печей сопротивления, их типы и конструктивные особенности. Надо обратить внимание на технологические и технико-экономические достоинства и недостатки печей и установок садочного типа по сравнению с печами непрерывного действия. Превращение электрической энергии в тепловую в электропечах косвенного действия осуществляется в специальных нагревательных элементах, а в электропечах прямого нагрева – непосредственно в нагреваемом теле за счет протекающего по нему электрического тока. Изучая нагревательные элементы печей сопротивления следует обратить внимание на материалы для нагревателей, конструкцию нагревателей, область температур, для которых эти материалы применяются. Необходимо четко уяснить, что тепловой расчет производится для определения мощности и КПД печи, а электрический определяет основные параметры нагревателей. Срок службы нагревателя зависит от их конструкции и расположения в печи. Мероприятия по экономии электроэнергии при работе печей сопротивления являются очень эффективными в связи с широким распространением таких печей. Особенно актуальны эти мероприятия на тех предприятиях, где единичные мощности печей сопротивления достигают нескольких мегаватт. К основным мероприятиям, обеспечивающим снижение удельного расхода электроэнергии и тем самым удешевление продукции, относят следующие:

    а) увеличение производительности печей;

    б) уменьшение тепловых потерь;

    в) использование тепла нагретых изделий;

    г) механизация и автоматизация работы печей.

    В этом разделе предусматривается также изучение электродных соляных ванн и установок прямого нагрева. Следует обратить внимание, что время нагрева зависит от квадрата длины изделия и обратно пропорционально квадрату напряжения на концах изделия.

    Необходимо получить представление о специфических особенностях электрооборудования и систем электроснабжения печей сопротивления.

    Вопросы для самопроверки

    1. Объясните классификацию электропечей сопротивления.

    2. Каковы преимущества и недостатки прямого и косвенного нагрева?

    3. Перечислите основные элементы печей сопротивления.

    4. Объясните сущность электрического расчета.

    5. Какие мероприятия улучшают экономические показатели работы электропечи?


    Установки индукционного и диэлектрического нагрева

    При изучении этого раздела прежде всего следует разобраться в физической сущности явлений: вспомнить основные законы и уравнения, описывающие явления в электромагнитном поле; понять вывод выражения, определяющего глубину проникновения электромагнитной волны в плоское металлическое тело, и процесс выделения электромагнитной энергии в металлическом теле. В дальнейшем надо разобраться в современной классификации индукционных печей и установок, особенностях их работы и областях применения. Индукционная печь со стальным сердечником по принципу работы похожа на силовой трансформатор с закороченной вторичной обмоткой. Питание производится обычно от электрической сети частотой 50 Гц и напряжением ( )В. Регулирование мощности производится переключением ответвлений на трансформаторе. Для повышения коэффициента мощности, который в индукционных печах обычно очень низок ( ), конденсаторная батарея подключается непосредственно к выводам индуктора. Индукционная печь без сердечника состоит из индуктора, огнеупорного тигля и внешнего магнитопровода, применяемого в некоторых видах печей. Необходимо уметь определять минимальную частоту тока, знать технические особенности различных типов преобразователей частоты, а также обратить особое внимание на схему питания и управления работой индукционных печей. Действие регуляторов для автоматического управления электрическим режимом индукционных плавильных установок можно изучить на примере регулятора типа АРЭР, выпускаемого отечественной промышленностью. Этот регулятор состоит из трех функционально независимых блоков:

    • автоматического регулятора коэффициента мощности (АРКМ), поддерживающего коэффициент мощности установки путем ступенчатого изменения емкости конденсаторной батареи, подключенной к выводам индуктора;

    • автоматического регулятора напряжения (АРН), выполненного с применением электромагнитного усилителя с отрицательной обратной связью между напряжением генератора и его током возбуждения;

    • устройства автоматического согласования параметров нагрузки с источником питания (АСПН), позволяющего изменять число витков индуктора в зависимости от тока в цепи источника, который в свою очередь зависит от технологического режима (расплавление шихты, рафинирование и т. п.).

    Для автоматического управления индукционных плавильных установок служит также сигнализация «проедания» тигля, срабатывающая при уменьшении до определенной величины сопротивления между индуктором и пучком нихромовых проволочек, запекаемых в футеровку подины тигля, что свидетельствует о снижении механической прочности тигля в связи с проникновением в поры футеровки расплавленного металла.

    Для нагрева отдельных металлических деталей под поверхностную закалку, штамповку, ковку и т.д. широко применяются установки индукционного нагрева, так как по сравнению с печами сопротивления, применяемыми для тех же целей, они имеют большую скорость нагрева, удобство автоматизации, большую равномерность нагрева, возможность нагрева не всей детали, а лишь отдельного участка ее, меньшую площадь для установки оборудования и меньший УРЭ. Магнитный поток индуктора создает в металлической детали ЭДС, вызывающую вихревые токи, замыкающиеся в массе металла. Наибольшая плотность тока будет в поверхностном слое металла. Количество тепла, которое выделится в металле, пропорционально мощности, передаваемой телу электромагнитным полем, и зависит от времени нагрева и частоты тока. Существуют эмпирические формулы для выбора оптимальной частоты тока, соответствующей минимуму УРЭ:

    • для получения закаленного слоя глубиной х (в мм)

    ;

    • для сквозного нагрева цилиндрической заготовки, имеющей диаметр ,

    ;

    В зависимости от формы обрабатываемых изделий используют индукторы различной конструкции (плоскоспиральные, петлевые, цилиндрические, фасонные и т.п.). Индукторы выполняются из трубчатого провода, имеющего прямоугольное или цилиндрическое сечение. Внутри индуктора циркулирует охлаждающая жидкость (масло или вода). Сечение индуктора и скорость протекания охлаждающей жидкости зависят от требуемой мощности и допустимой температуры нагрева индуктора.

    Для установок индукционного нагрева, как правило, требуется специальное электрооборудование:

    • ламповые или машинные преобразователи частоты;

    • конденсаторные батареи, изготавливаемые на соответствующую частоту и имеющие водяное охлаждение;

    • понижающие трансформаторы на повышенные частоты с водоохлаждаемой вторичной обмоткой;

    • аппаратура управления, защиты, регулирования и контроля работы установок.

    Установки диэлектрического нагрева используются для термообработки материалов из полупроводников и диэлектриков. При этом обрабатываемый материал помещают между пластинами конденсатора, подключенного к ламповому генератору высокой частоты . Нагрев возникает за счет активной составляющей мощности, идущей на смещение электрических зарядов в атомах и молекулах при изменении электрического поля.

    Мощность ламповых генераторов диэлектрических установок достигает 3000 кВт.

    При изучении этой темы следует обратить внимание на неблагоприятное воздействие высокочастотного электромагнитного излучения на здоровье обслуживающего персонала. Для снижения напряженности электрического поля вблизи установки до нормы (5 кВ/м) генератор и камеру рабочего конденсатора необходимо экранировать.

    Вопросы для самопроверки

    1. Что такое «глубина проникновения» электромагнитной волны?

    2. В чем состоит принцип работы индукционной печи со стальным сердечником?

    3. Объясните устройство и принцип работы индукционных печей без сердечника.

    4. Для чего необходима установка конденсаторов при индукционном нагреве?

    5. Каковы особенности электрооборудования индукционных печей и установок?

    6. Изложите принципы автоматического регулирования тигельной индукционной печи с автоматическим регулятором типа АРЭР.

    1. Объясните принцип работы простейшего лампового генератора, его назначение.

    2. Для нагрева каких материалов применяется диэлектрический нагрев?

    3. Приведите и прокомментируйте простейшую схему установки для диэлектрического нагрева.

    1. Что такое «фактор потерь» и как его величина влияет на выбор рабочей частоты?

    2. Для чего необходимо экранирование установок диэлектрического нагрева?


    Установки и печи электродугового нагрева

    Изучение этого раздела следует начать с теории электрической дуги постоянного и переменного тока. Необходимо разобраться в физической сущности ионизации газов, условиях устойчивости дуги на постоянном и на переменном токе.

    Установки и печи электродугового нагрева подразделяются на дуговые сталеплавильные печи (ДСП), руднотермические печи, печи электрошлакового переплава (ЭШП), вакуумные дуговые печи (ВДП), электронные плавильные печи и плазменные установки.

    Современные ДСП выполняются на большой диапазон единичных мощностей: от нескольких сотен киловольтампер до 100 и более мегавольтампер. Выплавка стали в ДСП - обычно цикличный процесс, состоящий из следующих режимов:

    • расплавление — характеризуется наиболее мощным электропотреблением ( всей электроэнергии) с низким , а также частыми толчками тока, связанными с эксплуатационными короткими замыканиями и обрывом дуг;

    • окисление — удаление фосфора и серы;

    • восстановление — рафинирование и легирование стали;

    • слив металла — печь отключена;

    • заправка печи.

    Повышение устойчивости дуги в период расплавления может достигаться применением электромагнитного перемешивания металла и автоматическим регулятором длины дуги, который воздействует на перемещение электродов.

    Короткие замыкания в период расплавления являются нормальным эксплуатационным явлением, вызывающим колебания напряжения, повышенную асимметрию и увеличенное содержание высших гармонических.

    Для ограничения этих явлений электрооборудование ДСП имеет ряд особенностей. Необходимо изучить требования, предъявляемые к главной электрической цепи ДСП, обратив особенное внимание на схемы электроснабжения, конструкцию печных трансформаторов, «короткой сети», выбор выключателей, реакторов и конденсаторов, а также на оценку допустимости колебаний напряжения.

    Следует изучить мероприятия, снижающие влияние ДСП на качество напряжения в сети, а также мероприятия, проводимые для снижения удельных расходов электроэнергии. При этом определение оптимального режима производится с помощью построения электрических и рабочих характеристик для периода расплавления металла, как наиболее энергоемкого.

    Современные руднотермические печи достигают 100 в единице и до 800 — в цехе. Поскольку режим их работы более спокойный, то установка реакторов, ограничивающих эксплуатационные к.з., не требуется. Необходимо изучить схемы «коротких сетей» руднотермических печей «звезда на электродах», «треугольник на электродах» и «треугольник на трансформаторе».

    Принцип работы установок продольной компенсации реактивной мощности на руднотермических печах представляет особый интерес. Последовательное включение конденсаторов снижает высокое индуктивное сопротивление «короткой сети», затрудняющее при больших токах (в десятки килоампер) подвод активной мощности к электродам. При таких токах непосредственное включение конденсаторов в «короткую сеть» приводит к необходимости установки слишком громоздкой батареи. Поэтому включение конденсаторов производится по различным схемам, использующим дополнительные трансформаторы, на стороне высшего напряжения которых подключаются конденсаторы.

    Необходимо получить четкое представление о технико-экономических показателях и мероприятиях по снижению удельного расхода электроэнергии.

    При изучении метода электрошлакового переплава надо усвоить области применения ЭШП, мероприятия по улучшению технико-экономических показателей и особенности электрооборудования печей ЭШП.

    Вакуумные дуговые печи следует изучать, ознакомившись предварительно с особенностями дугового разряда в вакууме. При изучении надо обратить внимание на конструкцию, электрооборудование и энергетические показатели.

    В устройствах, называемых электронными пушками, получают высококонцентрированные электронные пучки. Электронные плавильные печи используются для производства чистых тугоплавких металлов (молибдена, титана и др.), а также для выплавки жаропрочных сплавов и специальных сталей. Нагрев и плавление металла в электронно-лучевых печах происходит за счет энергии, выделяющейся при резком торможении свободных электронов, пучок которых направлен на металл. Разгон электронов происходит в сильном электрическом поле, созданном между катодом и анодом, а их концентрация в узкий пучок и направление на расплавляемый металл в кристаллизаторе осуществляется с помощью фокусирующих и отклоняющих устройств. Диаметр луча в зависи­мости от емкости печи достигает (1-100) мм, плотность энергии — (103—105) Вт/см2, а установленные мощности — до нескольких мегаватт. Интенсивность нагрева должна обеспечивать быстрое плавление металла, но не испарять его. Недостатком электронно-лучевой плавки являются высокая стоимость и сложность оборудования.

    Одним из перспективных способов выплавки высококачественных сталей является плавка в плазменных дуговых печах. Источником тепла в плазменно-дуговых печах является высокотемпературная плазма, которая представляет собой ионизированный газ, нагретый до высокой температуры.

    Необходимо знать основные мероприятия по экономии энергии, предусматривающие:

    • повышение массы садки и совершенствование подготовки шихты;

    • снижение электрических и тепловых потерь печи;

    • оптимизацию электрических и технологических режимов работы печи;

    Следует изучить также основные мероприятия, обеспечивающие безопасную эксплуатацию дуговых электрических печей.

    Вопросы для самопроверки

    1. По каким принципам производится классификация печей электродугового нагрева?

    2. С помощью каких средств можно добиться устойчивого горения дуги на постоянном и на переменном токе?

    3. Каковы особенности электропотребления ДСП?

    4. Какие мероприятия должны предусматриваться для ограничения колебаний напряжения, несимметрии, высших гармонических?

    5. Какое электрооборудование применяется в цепи главного тока ДСП?

    6. Что такое «короткая сеть»?

    7. Чем характерно электропотребление руднотермическими печами?

    8. Для чего применяется и как выполняется продольная компенсация?

    9. Для чего строится круговая диаграмма дуговой печи?

    10. В чем заключается принцип работы печей ЭШП?

    11. Для каких целей используются вакуумные дуговые печи?

    12. Как устроена электронная пушка? Назовите области применения.

    13. За счет чего создается плазма в плазменных печах и установках?

    14. Какие мероприятия технологического и электрического характера могут привести к уменьшению удельных электрических расходов в печах дугового нагрева?


      1   2   3   4   5


    написать администратору сайта