Материал: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие.

когда достигается наиболее высокая производительность печи при минимальном расходе электроэнергии на тонну выплавляемого сплава. Определение оптимального режима является важнейшей

так как для нормального протекания процесса требуется надлежа­ щий прогрев как сплава, так и шлака. В отдельных случаях при шлаковых процессах печи могут работать в бездуговом режиме, и тогда вся мощность будет выделяться в расплаве.

Рабочее напряжение, подводимое к печи, должно быть достаточ­ ным для развития требуемой мощности и обеспечения надлежащего дугового режима. В связи с различием тепловых условий, в которых

448

находятся дуги, напряжение, требуемое для их образования, раз­ лично. Закрытая дуга бесшлакового процесса требует для своего поддержания меньшего напряжения, чем дуга, горящая на поверх­ ности шлака и открытая со всех сторон. Напряжение, пониженное против оптимального, приводит к потере дугового режима и росту потерь мощности в электрической цепи (т. е. в трансформаторе, сети, электродах и контактах), пропорциональной квадрату падения напряжения.

При чрезмерном повышении напряжения увеличивается длина дуг и растут потери тепла на колошнике и улет восстановленных элементов, особенно кремния, марганца, кальция. Температура на подине печи из-за высокой посадки электродов снижается, что за­

Узитр’

11эл — электрический к. п. д. печной установки.

Так как в одной и той же печи приходится выплавлять различные сплавы и не всегда можно обеспечить стабильное сопротивление шихты и расплава, то печной трансформатор надо выбирать с боль­ шим числом ступеней напряжения. Это позволяет подбирать и под­ держивать оптимальный электрический режим плавки для конкрет­ ных условий ее ведения. Коэффициент мощности (cos <р) печной уста­

няется ростом активного сопротивления в результате увеличения сопротивления дуг, представляющего собой активную нагрузку. При росте напряжения растет полезная мощность установки, кото­ рая равна активной мощности, за вычетом активных электрических потерь в токоподводе, т. е.

где R Kс — активное сопротивление трансформатора и короткой сети, Ом.

Отношение полезной мощности печи к потребляемой активной мощности называют электрическим к. п. д. печной установки

Чэл ^ п о л е з н / ^ а

Полным или энергетическим коэффициентом полезного действия печной установки ri3H называют произведение двух величин

Чэп ЧэлЧт»

где г|т — тепловой к. п. д. печи, характеризующий степень полез­ ного использования тепла в печи. Чем мощнее печь, тем выше бывает г|т, так как удельный вес тепловых потерь падает и тепло используется лучше.

Удельный расход электроэнергии на тонну годного сплава W является общим показателем, характеризующим как конструкцию печи, так и совершенство технологии и квалификацию обслужива­ ющего персонала:

W = a/G,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА

Особенностью руднотермических процессов является непрерыв­ ность плавки и, следовательно, непрерывное использование транс­ форматора на полную мощность. Поэтому с увеличением мощности трансформатора в определенных пределах снижается удельный рас­ ход электроэнергии и улучшаются технико-экономические показа­ тели производства. Так, при переходе от печи мощностью 16,5 MBA к печи мощностью 24 MBA удельные капиталовложения снижаются на 5—7% и уменьшаются эксплуатационные расходы на 7—8 %. Производительность труда при этом увеличивается примерно на 30%.

Для определения требуемой мощности трансформатора поль­

450

cos cp — -коэффициент мощности печи, равный для мощных печей (без установок компенсации реактивной мощности) 0,85—0,87, а для рафинировочных печей 0,93—0,96;

К— коэффициент использования мощности печи, учитыва­ ющий степень загрузки трансформатора за время факти­

ческой работы, технологические простои печи и условия, осложняющие ее работу.

Эта же формула в случае, если W выражен в кВт -ч, приобретает следующий вид:

GW

Р = 24costpK кВА.

Величины удельного расхода электроэнергии приводятся далее для каждого из ферросплавов при описании их производства.

Для мощных печей, работающих непрерывным процессом, коэф­ фициент К примерно равен 0,97—0,98. Потеря 2—3% мощности происходит из-за колебаний напряжения питающей сети, недостаточ­ ной чувствительности автоматических регуляторов и по другим причинам.

Для печей мощностью до 5,5 MBA, работающих периодическим процессом, значения коэффициента К значительно меньше, так как в этом случае неизбежны снижение мощности и отключение печи при выпусках шлака и сплава, загрузке в печь новой порции шихты, перепуске электродов. Кроме того, работа печей с открытыми элек­ трическими дугами неустойчива. Поэтому для таких печей значе­ ния К колеблются в пределах 0,75—0,90 в зависимости от конструк­ ции печи и характера технологического процесса.

Для трансформации трехфазного тока применяют трехфазные трансформаторы или группы из трех однофазных трансформаторов. Для мощных ферросплавных печей (свыше 15 MBA) лучше пользо­ ваться группой из трех однофазных трансформаторов, что позволяет сократить размеры короткой сети и улучшить cos ф. В этом случае достаточно, чтобы в резерве был один однофазный трансформатор на группу печей, что значительно дешевле и удобнее при замене или ремонте, чем в случае работы с трехфазными трансформаторами.

Количество ступеней вторичного напряжения принимают в за­ висимости от назначения трансформатора и особенностей технологи­ ческого процесса. Пределы вторичного напряжения печей отече­ ственного производства приведены в табл. 16.

Напряжение можно регулировать как при отключенной печи, так и под нагрузкой в зависимости от конструкции переключателя, управляемого дистанционно с пульта управления печи.

Электрические потери печного трансформатора‘Полностью пре­ вращаются в тепло, выделяющееся в сердечнике и в обмотках, что требует хорошего их охлаждения. Для этого применяют устройства искусственного охлаждения с принудительной циркуляцией масла через водоохлаждаемую колонку или змеевик.

Относительно спокойный режим работы ферросплавных печей при большем значении силы тока не требует применения дросселя.