ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАФИНИРОВОЧНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ

В рафинировочных печах осуществляется производство безуглеродистого феррохрома, мало- и среднеуглеродистого ферромарганца и феррохрома, металлического марганца и других сплавов. Отличительной чертой процессов производства является их периодический характер, в печи расплавляется шихта, происходит восстановление окислов металлов другим металлом (например, кремнием) и после необходимых технологических операций сливается металл и шлак. Печи имеют, как правило, магнезитовую футеровку и при выплавке сплавов с низким содержанием углерода работают на графитированных электродах.

Расчет энергетических параметров Печей периодического действия следует вести с учетом обеспечения максимально быстрого плавления шихты в период расплавления.

В качестве примера произведем расчет основных размеров рафинировочной печи с суточной производительностью 10 тонн малоуглеродистого феррохрома.

Определение электрических параметров рафинировочной печи

1. Мощность трансформатора определяется по формуле (1). Для печей, работающих периодическим процессом, можно принять следующие значения коэффициентов

и : k1=0,92; k2=0,92; k3=0,98; =0,93

При удельном расходе электроэнергии

кВА.

Принимаем Wmp=2500 кВА. При этом фактическая производительность будет σ = 15 тонн/сутки.

2. Полезная мощность печи

Принимая произведение ; получим

Wпол = кВт.

3. Полезное фазовое напряжение (рабочее)

Из таблицы 3 значение коэффициентов с=17 и n=0,25.

Тогда В.

4. Линейное напряжение на выводах трансформатора

В.

Для рафинировочного процесса производства феррохрома достаточно иметь 5-7 ступеней напряжения, причем в первый период быстрого проплавления шихты напряжение должно быть

В.

Тогда интервал напряжений печного трансформатора будет равен

или 180-270 В.

5. Линейный ток в электроде (максимальный)

А.

6. Рабочий ток в электроде

А.

7. Диаметр графитированного электрода определяем по допустимой плотности тока j = 10 A/см2

Из определения следует, что

откуда

см.

Принимаем электроды диаметром 300 мм.

8. Сопротивление ванны

Ом.

9. Проверяем значение и :

Ом

; { Ом

Тогда произведение отличается от принятого примерно на 2%, и не требует пересчета.

Определение геометрических параметров рафинировочной печи

При выборе диаметров распада электродов и ванны расчет следует вести по максимальным допустимым мощностям на соответствующую площадь поверхности ванны. Удельные мощности для различных процессов приведены в табл. 5.

1. Диаметр ванны. Принимаем комбинированную форму ванны, состоящую из нижней цилиндрической и верхней конической частей с углом наклона в 45°(см. рис. 3).

Рис. 3 Форма ванны рафинировочной печи

Мощность приходящаяся на площадь пода,

кВа/м2 (табл. 5)

м.

Таблица 5 Удельные поверхностные мощности, выделяющиеся в ванне печей периодического действия

Тип процесса	Удельная мощность, кВА/м2
на площадь распада	на площадь ванны
Безуглеродистый феррохром	4400-4500	2000-2400
Рафинированный феррохром	4400-4500	580-620
Рудоизвестковый расплав	4300-4500	2000-2200
Малоуглеродистый ферромарганец	1350-1750	420.450
Электрокорунд	1400-1500	380-400
Металлический марганец	1350-1750	420-450

2. Диаметр распада электродов

м.

Отношение Dрэ:dЭ=900:300= 3, что хорошо согласуется с практикой действующих печей, в которых Dрэ:dЭ = 2,8 - 3,66.

3. Расстояние между осями электродов

мм.

4. Определение глубины ванны. Цилиндрическая часть ванны должна вместить все продукты плавки, т.е. объем ее не должен быть меньше объема металла и шлака.

Из расчета шихты определяется состав колоши, вес и объем продуктов плавки.

Примерный состав колоши

Хромовая руда (50% Cr2O3)

Силикохром (50% Si) 700 кг

Известь (90% CaO) 1800 кг

При работе с проплавлением трех колош указанного состава вес металла и вес шлака кг,