Электрометаллургия

Мощность трансформатора и диаметр электродов

На рис. 119 представлена зависимость мощности трансформатора от емкости электропечей по отечест­венным и зарубежным данным.

Зависимость мощности трансформатора от емкости электропечи

Мощность трансформатора наиболее полно использу­ется в период плавления. Поэтому для обеспечения быстрого расплавления необходимо устанавливать трансформатор по возможности с высоким значением удельной мощности, т. е. с высоким отношением P/G. (P — мощность трансформатора; G — емкость печи). Однако в окислительный и восстановительный периоды мощность трансформатора используется неполностью (на 30—50%). Поэтому при большой длительности этих периодов, что имеет место при выплавке легированных сталей, степень использования трансформатора в течение плавки невысока. Мощные трансформаторы при той же мощности печи целесообразно устанавливать на печах, выплавляющих углеродистые стали. Наиболее мощные трансформаторы необходимо устанавливать тогда, когда печи предназначены только для расплавления шихты с последующей доводкой и рафинированием металла в ковше.

С повышением мощности трансформатора повышается сила тока в короткой сети, что ухудшает электрические характеристики электропечи: снижается cosφ до 0,65—0,7, возрастает перенос мощности вследствие асимметричности токоподвода.

Увеличение силы тока вызывает повышение плотности тока на электродах, что не всегда возможно в электродах, применяемых в настоящее время.

Учитывая сказанное, при реконструкции действую­щих электропечей можно рекомендовать выбор мощнос­ти трансформатора по верхнему пределу области 2 (рис. 119). В этом случае мощность трансформатора для 100-т электропечи составляет 40 МВ•А. При строитель­стве новых электропечей целесообразно предусматривать мощность трансформатора согласно кривым 5 и 6. Мощность трансформатора для 100-т электропечи тогда окажется равной 50 и 80 MBA. При установке подобных трансформаторов необходимо предусмотреть мероприя­тия по повышению cosφ, уменьшению переноса мощно­сти, повышению плотности тока в электродах. В част­ности, для повышения cosφ можно рекомендовать вклю­чение параллельно трансформатору батареи статических конденсаторов, чем подавляется реактивная состав­ляющая. Для уменьшения переноса фаз участок корот­кой сети на самой печи необходимо выполнять симме­трично с расположением фаз по углам равностороннего треугольника.

Ниже приведена характеристика трансформаторов согласно ГОСТ 7207—70.

характеристика трансформаторов согласно ГОСТ 7207—70

Возможно оснащение электропечей, трансформаторами мощностью, отличной от приведенной выше, в результате модернизации трансформаторов меньшей мощности. Так, например, благодаря модернизации на 100-т электропечах ЧМЗ мощность трансформаторов была увели­чена с 25 до 35 МВА.

Диаметр электрода определяется по плотности тока следующим образом. Линейная сила тока вычисляется по формуле

I = (Рк· 103)/(Uв√3),

где Рк — мощность трансформатора, кВ·А; Uв — макси­мальное напряжение низкой стороны трансформатора, В.

Первоначально диаметр электрода выбирают ориен­тировочно по следующим данным:

таблица

По предварительно выбранному диаметру электрода dэ и линейной силе тока определяется плотность тока в электроде:

i = I/Sэ = I/π (d2э/4)                                                  (177)

Если подсчитанная плотность тока окажется ниже допустимой или равной ей, то окончательно принимают предварительно выбранный диаметр. При плотности то­ка выше допустимой задаются большим диаметром электрода и проделывают поверочный расчет.