Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на брикетированную шихту
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ение загрузочных воронок обусловливается принятой системой загрузки и должно обеспечивать равномерную загрузку шихты на всю поверхность ванны. Обычно трехэлектродные электропечи имеют в своде 16 загрузочных отверстий, шестиэлектродные 24. Для отвода газов в своде по торцам и по длине печи расположены отверстия диаметром 800-1500 мм под газоходы. Трехэлектродные печи имеют два газохода, шестиэлектродные 5-6.
Для замера уровня ванны оставляют в своде печи специально отверстие размером 150х100 мм2. Со штейнового торца по оси печи в своде делают армированное швеллером отверстие размере 800х800 мм2 для чистки конца желоба, служащего для слива оборотного конвертерного шлака. Это отверстие должно плотно закрываться во избежание подсоса в печь холодного воздуха.
Важнейший недостаток арочного свода из шамотного кирпича малая механическая прочность из-за большого количества в нем отверстий. [8]
1.1.3 Электрический режим работы печи
Электрический режим работы печи характеризуется следующими параметрами: рабочей мощностью, напряжением и силой тока. Электрический режим, при котором достигается наиболее высокая производительность печи при минимальном расходе электроэнергии на тонну проплавленной шихты, называется оптимальным. Определение оптимального режима работы печи - важнейшая задача производства.
Электрическая энергия в горне печи может преобразоваться в тепловую энергию в электрических дугах, горящих над ванной шлакового расплава, в переходном контакте электрод-шлак и в ванне шлака, в которую погружены электроды.
Обозначим количество тепловой энергии, выделяющееся в электрической дуге или в контакте электрод-шлак, p, а буквой q-тепло, выделяющееся при прохождении тока непосредственно через расплав (шлак). В зависимости от особенностей технологии рекомендовано применение двух электрических режимов paботы электропечей: электродугового режима при значительном превышении р над q и режима, при котором соотношение между р и q может быть различным.
Первый - электродуговой режим следует применять для бесшлаковых энергоемких процессов (для производства 75%-ного ферросилиция, выплавки анодного никеля), второй-для процессов, при которых образуется значительное количество шлаков (например, для плавки сульфидного медно-никелевого сырья). При плавке медно-никелевых руд и концентратов выбор соотношения между р и q зависит от глубины погружения обратного конуса шихты (откоса) в шлаковую ванну, которая определяется насыпной массой шихты, плотностью шлака и высотой конуса над уровнем зеркала ванны. При плавке неокомкованного флотоконцентрата и рудной мелочи, а также при плавке окатышей и агломерата малой насыпной массы (1,3-1,4 т/м3) откосы шихты погружены в шлаковую ванну на незначительную глубину (не более 500-700 мм). В этом случае для обеспечения высокого проплава электроплавку следует вести на электрическом режиме, при котором большая часть тепла (р) выделялась бы в верхних слоях ванны (в пределах глубины погружения шихты в ванну), а тепло (q), обеспечивающее необходимый перегрев шлака и штейна, выделялось бы в нижних слоях ванны.
Плавку кусковой шихты с большой (до 3 т/м3) насыпной массой ведут, создавая на поверхности шлаковой ванны откосы шихты, погруженные в шлаковый расплав на глубину 1300-1500 мм. В этом случае для интенсивного плавления шихты требуется установить электрический режим, который обеспечивал бы необходимый подвод тепла к глубоко погруженным в шлак откосам шихты и создавал условия для надлежащего перегрева шлака, т. е. q должно быть значительно больше р.
Необходимое соотношение между р и q достигается за iет изменения глубины погружения электродов в шлаковый расплав. При погружении электродов в шлак снижается мощность, выделяемая в контакте электрод-шлак (р) и увеличивается доля мощности, выделяемой в шлаке (q). Наоборот, при уменьшении заглубления электрода в расплав возрастает р и снижается q. Величина погружения электрода в шлаковую ванну зависит от рабочего напряжения, силы тока, электропроводности шлакового расплава и диаметра электрода.
Рабочее напряжение и сила тока определяются параметрами печного трансформатора, электропроводность шлака - его составом и температурой. Для уяснения влияния рабочего напряжения на величину погружения электродов рассмотрим электрическую цепь, состоящую из электродов А и В, погруженных в шлаковую ванну на одинаковую глубину (рис.1.1).
Для упрощения примем, что весь ток в этой цепи проходит по пути АавВ. Мощность, выделяемая в расплаве на участке Аа, будет равна
(1.23)
где Р - выделяемая мощность, кВА; U - падение напряжения на участке Аа, В; I - сила тока, А; R - сопротивление участка Аа, Ом.
Рис.1.1. Схема прохождения электрического тока в ване печи: АавяВ - нагрузка по схеме "звезда"; АВ - нагрузка по схеме "треугольник"
Величина R складывается из, сопротивления в переходном контакте электрод-шлак r1 и сопротивления слоя iлака между электродом и штейном r2, т. е.
(1.24)
При изменении рабочего напряжения и постоянном значении Р изменится погружение электродов. Согласно формуле (1.23) при повышении рабочего напряжения для сохранения постоянного значения Р необходимо уменьшить силу тока, повысив сопротивление цепи R. Известно, что сопротивление проводника определяется по формуле:
(1.25)
где -удельное сопротивление, Омм/мм2; l - длина проводника, м; S - поперечное сечение проводника, мм2.
Из формулы (1.25) сл?/p>