yandex.metrica
Технология ферросплавов

Электрооборудование и размеры рабочего пространства ферросплавных печей

Производство ферросплавов в дуговых печах относится к числу энергоемких. Оно связано с большей затратой энергии, чем выплав­ка электростали. Так, для получения 1 т стали в дуговых печах расхо­дуется 450-650 кВт•ч энергии, а при выплавке 1 т 45 и 75%-ного ферросилиция — соответственно до 5 и 9 МВт-ч. Удельный вес элек­троэнергии в себестоимости ферросплавов достаточно высок и со­ставляет -40% для 60%-ного ферросилиция. Поэтому при выборе конструкции ферросплавной печи, мощности трансформатора, тех­нологии подготовки сырых материалов, процесса производства спла­вов стремятся обеспечить минимальный расход энергии на получе­ние 1 т готовой продукции.

Для каждой ферросплавной печи и любого технологического про­цесса существует оптимальный электрический режим, определяемый соотношением между электрическими характеристиками печи – мощ­ностью, силой тока и напряжением. Этот режим обеспечивает наи­более высокую производительность плавильного агрегата при мини­мальном расходе электроэнергии на 1 т выплавляемого металла.

В отличие от непрерывно работающих печей, процессы, связанные с проплавлением шихты, характеризуются различием энергетических нагрузок в отдельные периоды плавки и нестабильным электрическим режимом.

Распределение тока в ферросплавных печах зависит от принятого технологического процесса. Под каждым электродом печи при бесшлаковом процессе образуется газовая полость, стена-
ми которой является раскаленная шихта; на дне ее находится жидкий металл, а сверху — электрод. При этом мощность, выделяемая током в газовых полостях, является главной
составляющей полезной мощности печи. Для снижения тепловых потерь не допускают разогрева шихты вне зоны реакции и работают с холодным колошником, т. е. с минимальным выделением тепла на колошнике печи.

При работе ферросплавных печей с проплавлением шихты и об­разованием шлака практически вся мощность выделяется в дугах и при прохождении тока через шлак и металл в виде полезного тепла, необходимого для соответствующего нагрева расплавов и обеспече­ния нормального протекания реакций. Для организации отвода той или иной мощности в ферросплавные печи, работающие в разных электрическом и тепловом режимах, варьируют величиной напряже­ния. Для поддержания закрытых дуг бесшлакового процесса требу­ются меньшие величины напряжения, чем для дуг, горящих на по­верхности шлака и открытых со всех сторон.

При выборе электрических параметров ферросплавных печей используют принцип подобия параметрам хорошо работающих пе­чей. Полезное фазовое напряжение (Uп.ф, В) определяют по форму­ле: Uп.ф = С·Р n пол 

где Р n пол  – полезная мощность, кВт; С — коэффици­ент пропорциональности, определяемый по данным действующих печей и состовляет для ферросилиция 3,4 при n=0,33.

Для дру­гих ферросплавов коэффициент С при n = 0,25 равен: для силикомарганца 6; для углеродистого феррохрома 8; для углеродистого фер­ромарганца 5,5 и для силикокальция 6.

Для возможности обеспечения создания различных тепловых ре­жимов в печи выбирают печной трансформатор с большим числом ступеней напряжения. Это позволяет подбирать и поддерживать оп­тимальный электрический режим плавки для конкретных условий ее ведения.

Полным, или энергетическим к.п.д. печной установки  назы­вают произведение коэффициентов полезного действия печи тепло­вого  и электрического, из которых тепловой к.п.д. печи харак­теризует степень полезного использования тепла в печи. Чем мощнее печь, тем выше тепловое к.п.д., так как удельный вес тепловых по­терь снижается и тепло используется полнее.

Общим показателем, характеризующим конструкцию ферро­сплавной печи, технический уровень используемой технологии про­изводства и квалификацию обслуживающего персонала, является удельный расход электроэнергии на 1 т годного сплава:

W= Q/ξ,

где Q – расход электроэнергии за отчетный период, кДж ( или кВт ч);

ξ – количество годного сплава, выплавленного за это время, т.