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

Электрическая схема ферросплавных печей

Электрическая схема ферросплавной печи представлена на рис. 1.

Ферросплавная печь питается от двойной системы распределительных шин понизительной подстанции через высоковольтные разъединители, сблокированные таким образом, что питание может происходить одновременно только от одной системы шин. Для очень мощных ферросплавных печей применяют глубокий ввод тока высокого напряжения, минуя понизительную подстанцию, непосредственно на печные трансформаторы, преобразующие его на рабочее напряжение.

Для каждого технологического процесса и каждой ферросплавной печи, являющейся мощным и энергоемким потребителем электроэнергии, существует оптимальный электрический режим, определяемый таким соотношением между основными электрическими характеристиками печи (мощностью, силой тока и напряжением),когда достигается наиболее высокая производительность ферросплавных печей при минимальном расходе электроэнергии на тонну выплавляемого ферросплава. Определение оптимального режима является важнейшей задачей производственного персонала.

При непрерывных процессах ферросплавная печь все время находится под током и работает по относительно постоянному электрическому режиму, в то время как шлаковые процессы характеризуются менее спокойным режимом. Для процессов, протекающих с проплавлением ванны ферросплавной печи, характерна различная нагрузка в разные периоды плавки и неспокойный электрический режим работы печи.

Картина распределения тока в ферросплавной печи зависит от характера процесса.

При непрерывных бесшлаковых процессах под каждым электродом образуется газовая полость, стенками которой являются раскаленная шихта, днищем — расплав, сводом — электрод печи. Электрический ток образует дуговой разряд между электродом и стенками полости и расплавом. Некоторое количество тока шунтируется между электродами через шихту и при этом мощность, выделяемая током в газовых полостях, является главной составляющей полезной мощности печи. Разогрев шихты вне зоны реакции нерентабелен, и поэтому всегда стремятся работать с «холодным колошником», т. е. уменьшать до минимума выделение тепла на колошнике ферросплавной печи.

Электрическая схема первичной коммутации ферросплавной печи

Рисунок 1. Электрическая схема первичной коммутации ферросплавной печи:
1 - высоковольтные разъединители, 2 - измерительные трансформаторы, 3 и 5 — трансформаторы тока цепей защиты и реле автоматики, 4 — выключатель, 6 — печной трансформатор, 7 — короткая сеть; 8 — ванна печи, 9 — электроды, 10 — измерительный трансформатор напряжения, 11 — высоковольтные предохранители

На печах, работающих с проплавлением шихты на шлаковых процессах, практически вся мощность выделяется в дугах и при прохождении тока через шлак и сплав от одного к другому. Тепло, выделяющееся и в шлаке, и в сплаве, является полезным теплом, так как для нормального протекания процесса требуется надлежащий 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 достаточным для развития требуемой мощности и обеспечения надлежащего дугового режима. В связи с различием тепловых условий, в которых находятся дуги, напряжение, требуемое для их образования, различно. Закрытая дуга бесшлакового процесса требует для своего поддержания меньшего напряжения, чем дуга, горящая на поверхности 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 затрудняет выпуск сплава и шлака и приводит к серьезным затруднениям в работе летки.

Общепринятой методики выбора электрических параметров ферросплавной печи не разработано и их выбирают, исходя из принципа подобия параметрам, характерным для хорошо работающих печей.

Так как в одной и той же ферросплавной печи приходится выплавлять различные сплавы и не всегда можно обеспечить стабильное сопротивление шихты и расплава, то печной трансформатор надо выбирать с большим числом ступеней напряжения. Это позволяет подбирать и поддерживать оптимальный электрический режим плавки для конкретных условий ее ведения. Коэффициент мощности cos(p) печной установки, определяемый отношением активной мощности установки к полной, с повышением напряжения увеличивается, что объясняется ростом активного сопротивления в результате увеличения сопротивления дуг, представляющего собой активную нагрузку. При росте напряжения растет полезная мощность установки, которая равна активной мощности, за вычетом активных электрических потерь в токоподводе.

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

Чем мощнее печь, тем выше бывает 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 обслуживающего персонала:

W = a/G,

где а — расход электроэнергии за отчетный период, кДж (кВт-ч); G — количество сплава, выплавленного за это же время, t. Читать далее >>

Источник [4] → список литературы.



Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Производство ферросплавов
Вернуться на главную: Черная металлургия