Расчет мощности в период расплавления

При отсутствии данных о тепловых и электрических потерях, а также об энергии экзотермических реакций предварительный расчет необходимой мощности в период расплавления может производиться исходя из опытных данных удельных расходов электроэнергии на расплавление [1].

Для ДСП с верхней механизированной загрузкой могут быть приняты следующие значения удельных расходов электроэнергии на расплавление одной тонны твердой завалки малоуглеродистой стали (без перегрева сверх температуры плавления и без учета затрат электроэнергии на нагрев и расплавление шлакообразующих), табл. 4.7.

Таблица 4.7

Зависимость удельного расхода электроэнергии

от емкости ДСП

Расход электроэнергии W на расплавление определяется по выражению, кВт×ч,

, (4.39)

где – масса загруженного в печь скрапа, рассчитанная по (4.2, 4.3);

– удельный расход электроэнергии, кВт×ч/т.

Выбор мощности и вторичного напряжения электропечного трансформатора производится в следующей последовательности.

По известным необходимому расходу электроэнергии на расплавление W и принятой по техническим требованиям и печи длительности расплавления под током определяется средняя мощность в период расплавления, кВт

. (4.40)

При определении мощности трансформатора время расплавления при основном процессе может приниматься по [7] равным для печей емкостью до 5 т часа, для печей емкостью 10–20 т – часа, для печей емкостью 40 т и выше часа.

Для кислого процесса с небольшим временем рафинирования целесообразно принимать минимальное из указанных значений.

Далее определяется требуемая максимальная мощность периода расплавления, кВт,

, (4.41)

где по [1] и по [7] – коэффициент использования мощности в период расплавления.

Коэффициент К учитывает:

- невозможность использования полной мощности трансформатора ввиду того, что часть периода расплавления печь работает на пониженном напряжении с целью защиты футеровки при излучениях открытых дуг;

- недоиспользование мощности трансформатора ввиду отклонений электрических параметров печи от заданных, в частности в результате недостаточного быстродействия системы автоматического регулирования мощности;

- возможные перерывы горения дуги, например при отключениях печи для стаскивания нерасплавившейся шихты с откосов.

Полная мощность печного трансформатора определяется по выражению, кВА,

, (4.42)

где по [1] и по [7] – средневзвешенный коэффициент мощности.

Диаметр электрода выбирают по номинальному линейному току печи и допустимой плотности тока в электроде.

Номинальный ток в электроде печи определяется по выражению, А

, (4.43)

где – полная мощность трансформатора, ВА;

– линейное вторичное напряжение трансформатора, В.

ПРИМЕР 9

Рассчитать полную мощность электропечного трансформатора для дуговой сталеплавильной печи емкостью 50 т.

Определить диаметр электрода печи.

При расчете использовать результаты, полученные в предыдущих примерах.

Решение

Расход электроэнергии на расплавление определим по (4.39):

.

Значение т из примера 1, кВт×ч/т из табл. 4.7

кВт×ч.

Среднюю мощность в период расплавления определим по (4.40) .

Значение принимаем равным 2 часам.

кВт.

Требуемую максимальную мощность в период расплавления определяем по (4.40) .

Значение коэффициента k примем равным 0,85.

кВт.

Полную мощность электромагнитного трансформатора определим по (4.42) .

Для расчета принимаем значение средневзвешенного коэффициента мощности .

кВА.

Номинальный ток печи определяем по выражению (4.43) .

Для расчета принимаем значение В.

А.

Диаметр электрода определяем по выражению (4.2.1.6) .

Для расчета принимаем значение плотности тока А/м².

м.

Ближайшее стандартное значение мм, что соответствует результатам расчета в примере 8.