Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на брикетированную шихту
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Вµдует, что при неизменном удельном сопротивлении шлака и постоянном сечении проводника для увеличения значения R необходимо увеличить слой шлака между электродов и штейном (увеличить длину проводника l), т. е. необходимо уменьшить глубину погружения электродов в шлаковый расплав (поднять электрод). И наоборот, для сохранения постоянного значения Р при снижении рабочего напряжения необходимо увеличить силу тока снизив значение R, что достигается увеличением погружения электродов в шлаковую ванну.
Из формулы Р = IU следует, что при постоянном значении напряжения для увеличения мощности, выделяемой в печи, необходимо повысить силу тока, увеличив глубину погружения электродов, а для снижения мощности нужно снизить силу тока, уменьшив погружение электродов в расплав. Таким образом, изменив величину рабочего напряжения (или силу тока), можно изменить погружение электродов в шлаковый расплав и установить такое соотношение между мощностями р и q, при котором обеспечивается максимальный проплав шихты.
Электропроводность шлака влияет на величину погружения электрода. Так как для данного электрического режима работы печи напряжение и сила тока - величины постоянные, то согласно закону Ома I=U/R сопротивление части печи Аа (рис.1.1) тоже должно быть постоянным. Из формулы (1.25) следует, что для сохранения постоянного значения R при росте удельного сопротивления (S - постоянная величина) необходимо уменьшить слой шлака между электродом и штейном (уменьшить длину проводника), т.е. необходимо увеличить погружение электродов в шлак. При снижении удельного сопротивления погружение электродов в шлак уменьшается. Так, кислые шлаки имеют большее удельное сопротивление , чем железистые. Поэтому при работе на кислых шлаках при одинаковых напряжении и силе тока электроды будут погружены на большую глубину, и доля мощности q, выделяющейся в шлаковом расплаве, будет больше. На заводах стремятся работать на кислых шлаках, содержащих 42-43% SiO2 и обеспечивающих необходимую электропроводность шлака, достаточный перегрев и минимальные потери металлов.
Так как факторы, влияющие на распределение мощности в ванне печи, многообразны, очень трудно произвести точный раiет электрического режима, обеспечивающего оптимальное соотношение между р и q. Параметры электрического режима для вновь строящихся электропечей устанавливают на основании оптимального режима работы действующих. Самый ответственный параметр электрического режима - напряжение. Печные трансформаторы имеют несколько ступеней напряжения. Это позволяет практическим опытом установить рабочее напряжение, при котором достигается оптимальная глубина погружения электродов в расплав и, следовательно, необходимое распределение в ванне печи мощности р и q.
С увеличением линейного напряжения повышается производительность печи и снижается удельный расход электроэнергии. Особенно эффективна работа печи на напряжении 420 В, при котором глубина погружения электродов в шлак составляет 550-650 мм. При таком погружении основная часть энергии выделяется в верхних слоях шлака, что обеспечивает интенсивное плавление погруженных в него откосов шихты. В то же время в зоне штейна поддерживается нормальная температура и перегрев штейна не наблюдается.
Указанное подтверждается результатами замеров падения напряжения на участках электрод-шлак и шлак-подина при работе печи на различных степенях напряжения (табл.№ 1.2). [6]
Таблица № 1.2
Выделение мощности р и q в зависимости от ступеней линейного напряжения
Ступень линейного напряжения трансформатора, ВФазовое напряжение, В Падение напряжения в контактеВыделение мощности, %, на участкеэлектрод - шлакшлак - подинаэлектрод - шлак (p)в шлаковом расплаве (q)420242210,531,58713390225184,540,58218356205156497624328190125,564,56634
Замеры показывают, что с повышением фазового напряжения падение напряжения на участке электрод-шлак увеличивается, а на участке шлак-подина уменьшается. Поскольку мощность, выделяемая на участке цепи, пропорциональна падению напряжения на этом участке, то с повышением фазового напряжения возрастает доля мощности р, выделяемая в контакте электрод-шлак, и снижается доля мощности q, выделяемая в шлаке.
Исследование работы двух печей одинаковой мощности (20 000 кВА), но с различным фазовым напряжением (266 и 350 В) показало преимущества электрического режима работы печи на повышенном напряжении. Ниже в таблице № 1.3.приведены показатели электроплавки при различных фазовых напряжениях.
Таблица № 1.3
Показатели электроплавки при различных фазовых напряжениях [6]
Мощность печи, 0100Фазовое напряжение: В 6350100132Сила тока: А 0001970010075,5Производительность печи, 0101,5Удельный расход электроэнергии, 098,5Погружение электродов, мм830570Выделение мощности, %: в контакте электрод - шлак (р) в шлаке (q) 31 69 54 46Температура штейна, 0С12001205
Как следует из этих показателей, с увеличением фазового напряжения уменьшается погружение электродов в расплав и сокращается количество тепла, выделяемого в шлаке (с 69 до 46%). Это понижает перегрев штейна (с 1220 до 1205 С). В результате уменьшения перегрева штейна и сокращения электрических потерь в короткой сети (за iет снижения на 25% величины силы тока) возросла производительность печи и снизился удельный расход электроэнергии. Перевод электропечи на повышенное напряжение (341,5 В) создал. устойчивый электрический режим нагрузки печных трансформаторов, так как с уменьшением глубины погружения электродов в шлак резко сократилось число токовых толч?/p>