Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Стабилизация электрической дуги (3)

Состав атмосферы, в которой происходит разряд, определяется конструктивными особенностями установки и технологическими условиями процесса. Возможности изменения состава атмосферы в зоне разряда по ходу плавки очень ограничены и на работающей установке изменять мощность дуги можно за счет изменения силы тока или общего падения напряжения на дуге при постоянном градиенте, т. е. за счет изменения длины дуги.

Выбирая в качестве параметра для регулирования мощности дуги силу тока или напряжение, необходимо учитывать не только электротехнические возможности установки, но и теплофизические последствия изменений характеристик дугового разряда, а именно последствия в передаче тепла от дуги к нагреваемому объекту.

В общем случае отвод тепла от дуги происходит теплопроводностью, излучением и конвекцией. В печах прямого действия тепло, отводимое теплопроводностью, затрачивается на повышение температуры электрода и металла, т. е. является полезным теплом. За счет охлаждения дуги конвекцией нагреваются окружающие ее газы. Значительная часть этого тепла уносится отходящими из печи газами, т. е. относится к тепловым потерям. Поток тепла излучением может увеличивать либо долю полезного тепла, либо долю тепловых потерь. В восстановительных печах с закрытой дугой и в отдельные периоды плавки в печах периодического действия, работающих на твердой завалке, дуга экранирована твердой шихтой. В этом случае поток тепла излучением способствует нагреву шихты и является полезным.

Когда же излучение попадает на стены, ограничивающие плавильный объем, оно увеличивает тепловые потери. Если излучение попадает на огнеупорную футеровку, то происходит разогрев футеровки печи и ее прочностные свойства ухудшаются. Поэтому иногда целесообразно регулировать мощность излучения дуги.

Мощность потока тепла излучением легче всего регулировать длиной дуги, так как при этом будет изменяться ее поверхность. В те периоды плавки, когда излучение от электрической дуги дуги попадает на шихту, целесообразно работать на длинной дуге. Поэтому в это время увеличивать мощность дуги можно в результате увеличения напряжения. Если же излучение попадает на стены, то необходимо работать на возможно более короткой дуге. В этом случае возможности регулирования мощности дуги изменением напряжения ограничены тепловым состоянием стен.

Падение потенциала по длине дуги не является постоянным. Неравномерное падение потенциала, должно вызывать и неравномерное распределение температуры в дуге: максимальную температуру должны иметь зоны с наибольшим градиентом напряжения.

Действительно, современными методами измерения температуры различных зон электрической дуги, основанными на принципе анализа излучения отдельных ее участков, установлено, что областью максимальных температур является прикатодное пространство, где градиент потенциала и плотность тока имеют максимальные значения.

Центры наиболее интенсивного преобразования электрической энергии в тепловую сдвинуты в область, примыкающую к катоду. Наличие таких центров позволяет, выбирая соответствующую полярность, перемещать зону наиболее высоких температур к нужному электроду и нагревать его с более высокой скоростью. При использовании переменного тока такая возможность, естественно, отсутствует. Это является одной из причин того, что в некоторых случаях возникает целесообразность питания печей постоянным током.

Источник [4] → список литературы.

Вернуться в начало статьи: Основы стабилизации дуги

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Электропечи
Вернуться на главную: Черная металлургия