Электрометаллургия

Пример расчета 100-т электропечи

Размеры ванны

  1. Глубина ванны hв = 1200 мм.
  2. Диаметр ванны гу уровне порога рабочего окна D0 = 5300 мм.
  3. Размеры конической части и шарового сегмента ванны: hc = 1/5 hв =1/5 · 1200 = 240 мм hк = hв hс = 1200 — 240 = 960 мм l0 = 0,9 hк = 0,9 · 960 = 864 мм dc = D0 — 2l0 = 5300 — 2 · 864 = 3570 мм
  4. Проверочный расчет объема ванны: объем металла Vм = 0,14 Gп = 0,14 • 100 = 14,0 м3; объем шлака Vш=0,15 • Vм = 0,15 • 14 = 2,1 м3; объем металла и шлака Vв = 14+2,1 = 16,1 м3; расчетный объем ванны Vв = 1/6π • 0,24 • [0,2402 + 3[35702/4] + 1/3  • 0,96π [5,3002/4 + 5,300 • 3,570  / 4 + 3,5702] = 16,29 м3. Таким образом, расчетный объем ванны больше объема металла и шлака. Поэтому оставляем рассчитанные размеры ванны.
  5. Диаметр ванны на уровне откосов D1= 1,04 • 5300 = 5510 мм.
  6. Высота добавочного объема

 

формула

что укладывается в рекомендуемые пределы 50—150 мм.

Размеры плавильного пространства

  1. Высота стены от уровня порога рабочего окна до пяты сво­да  H= 2200 мм;
  2. Высота наклонной части Hн = 1/3 (H— 64) = 1/3 • (2200 64) = 710 мм.
  3. Диаметр цилиндрической части D= 1,1  D1 = 1,1 • 5510 = 6060 мм.
  4. Диаметр свода Dс = 1,15 D2 = 1,15 • 6060 = 6970 мм.
  5. Стрела выпуклости hсв = 1/8 Dс = 1/8 • 6970 = 870 мм.
  6. Диаметр распада электродов dp = 0,35 Dо = 0,35 • 5300 = 1855 мм.
  7. Размеры рабочего окна:  ширина 0,25•D= 0,25 • 5300 = 1325 мм, высота 1•1325 = 1325 мм.
  8. Толщина футеровки и кожуха на уровне порога рабочего ок­на: изоляционный слой — асбест 25 мм, шамотный кирпич 65 мм, магнезитовый кирпич 460 мм, наварка (набивка) 80 мм, кожух 35 мм.
  9. Диаметр кожуха на уровне порога рабочего окна: DK =  5300 + 2 • 80 + 2 • 460 + 2 • 65+2 • 25 + 2 • 35 = 6567 мм.
  10. Толщина подины: теплоизоляционный слой: асбест 25 мм, шамотный порошок 30 мм, шамотный кирпич 130 мм, магнезитовый кирпич 5•115 = 575 мм, рабочий слой наварки (набивки) 150 мм; общая толщина подины 910 мм.

Некоторые размеры печи могут быть скорректированы при вы­полнении чертежей.

Мощность трансформатора и диаметр электродов

  1. Учитывая назначение, печи для выплавки легированной ста­ли, мощность трансформатора выбираем по кривой 5 рис. 119: Рк = 50 МВ•А. Максимальное напряжение низкой стороны 560 В.
  2. Диаметр электродов: линейная сила тока I = 50 000 • 10/ 560 = 51610 А;  диаметр электродов принимаем равным 610 мм; плот­ность тока в электроде i = I/Sэ = 51610/[π (61,02/4)] = 19,3 А/см2,

что хотя больше рекомендуемой ГОСТом, однако меньше, чем на­блюдается на практике при работе печи, оборудованной трансфор­матором повышенной мощности. Необходимо иметь в виду, что с повышением плотности тока расход электродов возрастает.