4.3 Електричний розрахунок печі
В період вимкнення печі між плавками входять випуск металу 5 хв, очистка та заправка печі 10 хв і завалка 5хв.
τ5=5+10+5=20 хв
Враховуючи дані теплових розрахунків визначаємо (31):
q1
=248,81*
+98,13*
+103,64+(197,71+118,62+197,71)*
=33,17+17,84+103,64+68,54=223,19 кВт*г
по(З2)
q2
=248.81*
+98,13*
+(197,71+118,62+197,71)*
=132,7+26,76+274,15=433,61 кВт*г
Середня потужність періоду розплавлення (28):
Рс=
=2832,4
кВ*А
Приймаємо трансформатор з номінальною потужністю 3000 кВ*А
Максимальна лінійна нагрузка (див.період розплавлення) (33) :
U2
=
36
=266 ~
270
В
Для печі даної місткості приймаємо 4 ступені навантаження. Другу ступінь приймаємо 85 % від верхньої, останні дві будуть одержані перемиканням первинних обмоток трансформатору в трикутника на зірку:
І ступінь 270 В
П ступінь 0,87*270=230 В
Ш
ступінь
= 156 В
IV
ступінь
= 133 В
Струм в електроді (34):
J=
=6415
А
Враховуючи дані табл. Д4, діаметр графітованого електроду (35):
dел
=
=18,8
см
Приймаємо графітований електрод діаметром 200 мм або вуглецевий електрод діаметром
dел
=
=28,6
см
вуглецевий електрод діаметром 300 мм.
Приймаємо dре = 750 мм, тоді по (35):
=0,31; 
=2,5
, що задовольняв заданим умовам.
Таблиця Д1 Основні властивості деяких вогнетривких та теплоізоляційних матеріалів
Найменування матеріалу |
Густина, кг/м3 |
Теплопровідність , Вт/(м*К) |
Температура використання, оС (не більш) |
Шамот загального призначення марки ШБ |
1900 |
0,9+0,3*10-3*tср |
1350
|
Шамот легковагий марки ШЛБ-І,О |
1000 |
0,35+0,28*10-3*tср |
1300
|
Шамот легковагий марки ШДБ-0,4 |
400 |
0,15+0,66*10-3*tср |
1150
|
Динас для електроплавиль-них печей |
1900 |
1,4+0,66*10-3*tср |
1660
|
Динас легковагий марки ДЛ-І,2 |
1200 |
0,41+0,79*10-3*tср |
1550
|
Магнезит звичайний марки М-9І |
2700 |
3,8-7,6*10-3*tср
|
1700
|
Хромоганезит |
2870 |
2,65-0,76*10-3*tср |
1600 |
Магнезито-хроміт марок МХСО; ПШСО |
2800 |
3,88-1,48*10-3*tср |
1600 |
Діатомітові вироби марки 500 |
500 |
0,105+0,232*10-3*tср |
900 |
Перлітові вироби на цементній зв’язці ПЦ-350 |
350 |
0,081+0,186*10-3*tср |
600 |
Азбестовий папір БТ |
1250 |
0,128+0,255*10-3*tср |
450 |
Вата мінеральна ВМ-125 |
125 |
0,053+0,186*10-3*tср |
600 |
Вермикуліт спучений В-150 |
150 |
0,07+0,232*10-3*tср |
1100 |
Кришка діамітова КД-500 |
500 |
0,105+0,232*10-3*tср |
900 |
Таблиця Д2. Питомий тепловий потік в навколишнє середовище з температурою 20 oC
Температура поверхні, 0С |
Питомий тепловий потік, q, Вт/м2 |
Температура поверхні , °С |
Питомий тепловий потік, q, Вт/м2 |
25 |
44 |
40 |
2020 |
30 |
96 |
160 |
2520 |
40 |
211 |
180 |
3080 |
50 |
340 |
200 |
3680 |
60 |
482 |
250 |
5420 |
70 |
638 |
300 |
7400 |
80 |
800 |
350 |
І0200 |
90 |
980 |
400 |
13500 |
100 |
1170 |
450 |
17300 |
120 |
1580 |
500 |
22000 |
Таблиця Д3. Значення коефіцієнтів діафрагмування Ф для розрахунку теплових втрат випромінюванням крізь вікна
Товщина стінки печі , мм |
Ширина вікнами
|
Висота вікна, N, мм
|
||||
150 |
250 |
450 |
600 |
750 |
||
115 |
150 300 600 900 1200 1500 |
0,55 0,63 0,68 0,71 0,72 0,73 |
0,63 0,70 0,76 0,74 0,81 0,82 |
0,66 0,73 0,80 0,83 0,84 0,86 |
0.66 0,76 0,82 0,85 0,87 3,89 |
0.69 0,78 0,84 0,87 0,89 0,91 |
230 |
150 300 600 900 1200 1500 |
0,43 0,49 0,55 0,57 0,59 0,61 |
0,49 0,56 0,63 0,66 0,68 0,69 |
0,52 0,60 0,67 0,70 0,72 0,74 |
0,55 0,63 0,70 0,73 0,76 0,77 |
0.56 0,64 0,72 0,75 0,78 0,79 |
345 |
150 300 600 900 1200 1300 |
0,36 0,42 0.47 0,50 0,52 0,53 |
0,43 0.46 0,55 0,58 0.60 0,61 |
0,45 0,52 0,59 0.63 0,65 0,66 |
0,47 0,55 0,62 0,66 0.68 0,70 |
0.49 0.57 0.64 0.70 0.71 0,72 |
460 |
150 300 600 900 1200 1500 |
0,31 0,36 0,42 0,45 0,47 0,46 |
0,36 0,43 0,49 0,53 0,58 0,61 |
0,39 0,46 0,53 0,57 0,59 0,61 |
0.42 0,49 0,56 0,60 0.63 0,64 |
0,43 0.51 0,58 0,04 0,65 0,67 |
Таблиця Д4. Основні параметри електродів дугових печей
Діаметр електроду, мм |
Параметри
|
|||
Густина робочого струму,А/cм2 |
максимальний струм, А |
|||
вуглецеві |
графітовані |
вуглецеві |
графітовані |
|
150 |
12 |
26 |
2120 |
4400 |
175 |
- |
24 |
- |
5500 |
200 |
II |
23 |
3460 |
6900 |
225 |
- |
22 |
- |
8350 |
250 |
10 |
21 |
4900 |
1 0000 |
300 |
10 |
19 |
7060 |
12700 |
350 |
10 |
18 |
9600 |
16400 |
400 |
9 |
16 |
11300 |
20100 |
450 |
- |
16 |
- |
24400 |
500 |
9 |
15 |
17700 |
28500 |
Таблиця Д5.Деякі характеристики дугових сталеплавильних печей
Параметри |
ДСП-0,5 |
ДСП-1,5 |
ДСП-3 |
ДСП-6 |
ДСП-12 |
ДСП-25 |
ДСП-50 |
|
Номінальна місткість, т |
0,5 |
1,5 |
3,0 |
6,0 |
12,0 |
25,0 |
50,0 |
|
Тривалість плавки, г: основний процес кислий процес |
І,7 1,4 |
І,9 1,5 |
2,4 1,0 |
2,8 2,0 |
3,3 2,3 |
4,0 2,7 |
4,0 2,5 |
|
Потужність трансформатора, кВ*А |
630 |
1250 |
2000 |
4000 |
8000 |
15000 |
32000 |
|
Напруга первинної обмотки трансформатора, кВ |
6,10 |
6,10 |
6,10 |
6,10 |
6,10 |
6,10 35 |
|
|
Вторинна напруга, В |
216-98 |
225-103 |
243-116 |
281-118 |
318- 120 |
370-128 |
407-144 |
|
Струм вторинної обмотки трансформатора, кА. |
1,085 |
2,57 |
2,25 |
6,3 |
10,4 |
24,1 |
35,0 |
|
Діаметр графітованих електродів, мм |
150 |
200 |
200 |
300 |
350 |
400 |
500 |
|
Діаметр розпаду електродів, мм
|
500 |
600 |
750 |
1000 |
1000 |
1150 |
1450 |
|
Діаметр каркасу на рівні відкосів, Дк, ми |
1660 |
2130 |
2900 |
3350 |
3785 |
4700 |
5800 |
|
Діаметр ванни на рівні відкосів, Д1, мм |
1050 |
1500 |
1800 |
2230 |
2740 |
3540 |
4580
|
|
Висота ванни до рівня порогу робочого вікна, Н, мм |
230 |
360 |
400 |
425 |
555 |
775 |
890 |
|
Питома витрата електроенергії, кВт*.г/т |
650 |
550 |
525 |
510 |
500 |
470 |
450 |
|
Питома витрата електроенергії на розплавлення твердої шихти, кВт.г/т |
558 |
479 |
465 |
480 |
435 |
430 |
415
|
|
Маса металоконструкції печі, т |
8,9 |
21,5 |
26,5 |
50,0 |
68,0 |
145,0 |
285,0 |
|
список використаних джерел
1. Электрические промышленные печи: Дуговые печи и установки специального нагрева: Учебник для вузов /А.Д.Свенчанский, И.Т.Жердев, А.М.Кручинин и др.: Под ред. А.Д.Свенчанского. - 2-е изд., переработанное и дополненное. - М.: Энергоиздат, І981. - 296 с.
2. Кацевич Л.С. Теория теплопередачи и тепловые расчёты электрических печей: Учебник для техникумов. - М.: "Энергия", 1977. - 304 с.
3. Казанцев Е.И. Промышленные печи: Справочное руководство для расчётов и проектирования: 2-е издание, дополненное и переработанное. - М.: "Металлургия", 1975, - 366 с.
4. Электротермическое оборудование: Справочник //Под общ. ред. А.П.Альтгазена. - 2-е изд., переработанное и дополненное - М. "Энергия", 1980. - 416 с.
5. Окороков Н.В. Дуговые сталеплавильные печи.М.:"Металлургия", 1971. - 334 с.
6. Болотов А.В., Шепель Г.А, Электротехнические установки: Учебник для вузов. - М.: "Высшая школа", 1988. - 336 с.
7. Долотов Г.П. Кондаков Е.А. Печи и сушила литейного производства: Учебник для металлургических техникумов. - 3-е изд. переработанное и дополненное -М.: Машиностроение, 1990. - 304 с.