7.Выбор источника питания.
Для выбора источника питания необходимо определение тока Iи напряжения Uд по известной мощности столба дуги, которое определяется из энергетического баланса лишь электрода.
Для определения тока воспользуемся формулой 6.18 [1], которая имеет вид:
, где
– сумма приэлектродных падений
потенциала, из табл. 6.2 [1] для титана
=27,5
В.
– сопротивление столба дуги, равная
,
где К – коэффициент пропорциональности
равный, для титана 4∙10-3
Ом;
– длина столба дуги, равная 10÷50 мм.
Тогда
=1.63∙10-4
Ом.
Ток Iдля
печи будет равной
=49.3
кА.
Напряжение на дуге
определяется как
и
будет равной
= 37.2 В.
Поскольку начальный период плавки протекает при повышенной силе тока, необходимо, чтобы номинальная сила тока для данного источника была бы больше рабочей силы тока для данной печи. Исходя из этих соображений можно принять, чтоIном.ист≈1.2∙I, тогда Iном.ист≥1.2∙37.2≥44.6 кА.
С точки зрения всех требований полупроводниковые выпрямительные агрегаты являются наиболее рациональными источниками питания ДВП. Они экономичнее машинных преобразователей и более просты в управлении.
Из табл.2 [2] выбираем выпрямительный агрегат типа ТВ9 – 50000/75Т-1У4, что позволяет обеспечить потребности ДТВ-14-Г26.
Характеристика выпрям – го агрегата |
ВАК – 37000/75 |
Номинальная сила тока, кА Номинальное напряжение, В КПД, % Коэффициент мощности,cos φ |
50 75 0,93 93 |
8.Расчет охлаждения печи.
В дуговых вакуумных печах охлаждают водой следующие узлы: кристаллизатор, поддон кристаллизатора, шток электрододержателя. корпус печной камеры. При этом наибольшие тепловые нагрузки приходятся на долю кристаллизатора и поддона.
Полный расход воды
определяется как Vв=
,где Св
– удельная теплоемкость воды равная
Св=4.28кДж/кг∙0С;
– плотность воды, равная 1000 кг/м3;
≈
300С;
– номинальная
мощность печи после выбора источника
питания.
ТогдаVв=
=0. 035 м3/с.
Охлаждение
кристаллизатора: Vк=
,
где
=
300С;
– ширина зазора
водяной рубашки, равная 0.025 м; р – давление
воды в трубе, равная (3÷4)∙105
Па.
Тогда
, Vк=
=
0.00261м3/с
Охлаждение поддона: Vпод=0.0025∙Dкр =0.0025∙1400=0.0035 м3/с.
Охлаждение штока: Vш=0.001∙Dрэ= 0.001∙1225 = 0.001225 м3/с.
Охлаждение рабочей камеры:
Vр
к =
0.0006∙Dкр+0.007
=0.0006∙1400+0.007∙14002
= 0.015 м3/с.
Охлаждение вакуумных насосов:
Vн = 0.0015∙(Dкр+0.2) = 0.0015∙1600 = 0.0024м3/с.
Количество воды на охлаждение вакуумных насосов:
Мн= Vн∙(t1+t2), где t1 – время подготовки печи иt2 – полное время плавки печи.
t1определяется, как полное время приварки электрода и проверки натекания, равная t1=(3+1.5∙Dкр)∙103=(3+1.5∙1.4)∙103 = 5100 с.
t2
=
= 25330 с.
ТогдаМн = 0.0024∙(5100+25330) = 73.03 м3.
Полный расход воды за цикл плавки: ∑M = Мн + М,
где M = ( Vк + Vпод )∙( t2 + tохл ) + ( Vшт + Vр к )∙ ( t1 + t2 )=(0.00261+0.0035) ∙ (25330+1400)+(0.001225+0.015) ∙ (25330+5100)=1169 м3.
Тогда ∑M=73.03 + 1169 = 1242 м3.
Удельный расход воды на1 кг черных слитков
Муд = Σ М/ G= 1242/26000=0.048м3.