2.5 Економія електричної енергії в дугових сталеплавильних печах

Основне призначення дугової сталеплавильної печі (ДСП) прямої дії - виплавка сталі з металевого брухту (скрапу).

С хема ввімкнення та основні елементи дсп.

1 – роз’єднувач; 2 - високовольтний автоматичний вимикач; 3 – дросель; 4 – високовольтний вимикач для шунтування дроселя; 5 – пічний трансформатор; 6 – шини низької напруги; 7 – гнучкі кабелі; 8 – трубчасті шини з водяним охолодженням; 9 – електроди; 10 – електродо-тримачі; 11 – дугова піч.

Питомі витрати електроенергії на виплавку 1 т сталі в ДСП:

, де Р – підведена до трансформатора потужність зі сторони високої напруги, кВт; - простій: злив металу, очищення печі, завантаження печі, г; - період розплавлення металу, г; - період кипіння та рафінування, г; q – маса садки, т; - потужність теплових втрат в період простоїв, кВт; - потужність теплових втрат в період кипіння та рафінування, кВт;

, - потужність дуги, кВт; - втрати електричної потужності в дроселі, трансформаторі, проводах, електродах.

Загальні напрями енергозбереження в ДСП: зниження електричних та теплових втрат печі; підвищення маси садки та вдосконалення підготовки шихти; скорочення простоїв печі; оптимізація електричних та теплових режимів роботи печі.

Зниження електричних втрат

Величина електричних втрат залежить від правильного вибору та доцільності розміщення елементів установки, а саме:

• Скорочення довжини шин та кабелів низької напруги (розміщення пічних трансформаторів поблизу печей);

• Вибір по економічній щільності струму площі поперечного перерізу шин та кабелів;

• Зменшення числа контактів в шинах низької напруги та зменшення їх опору;

• Застосування електродів з низькими питомими опорами, а також ретельне з’єднання окремих кусків електродів;

• Встановлення автоматичного керування пересуванням електродів, здатного значно зменшити величину та тривалість кидків струму, особливо в період плавки;

• Мінімізація втрат в трансформаторах;

• Зменшення реактивного опору пічної установки.

Оптимальна щільність струму. При збільшенні щільності струму від економічної збільшуються втрати електроенергії на виплавку сталі [5]. Економічна щільність струму для поперечних перерізів ряду електродів:

Діаметр, мм²	Вугільні електроди		Графітові електроди
	Щільність струму, А/мм²	Струм, кА	Щільність струму, А/мм²	Струм, кА
300	0,10	7,0	0,18	11,3-16,9
400	0,09	11,3	0,16	18,8-23,8
500	0,09	17,7	0,14	27,5-33,3

Економічна щільність струмів для вторинних струмопроводів:

- мідні шини з перерізом до 5000 мм² - 1,5-2 А / мм², більше 5000 мм² - 1-1,5 А / мм²;

- мідні гнучкі кабелі перерізом до 5000 мм² - 1,5-2 А / мм², більше 5000 мм² - 1-1,5 А / мм²;

- мідні труби з водяним охолодженням – 4-6 А / мм².

Втрати електроенергії визначаються при цьому:

, кВтг/т; де - коефіцієнт збільшення втрат (від 25 до 45 [ ]); - фактична щільність струму, А / мм²; - економічна щільність струму А/мм².

Зменшення опору електричних контактів. Необхідно періодично перевіряти стан контактів. Опір контактів не повинен перевищувати опір цільного провідника більше ніж на 20%.

Збільшення опору контакту веде до додаткових втрат потужності, які визначаються за формулою: , кВт; де I – струм, що проходить через контакт, А; - опір, що відповідає цільному провіднику, Ом; - фактичний опір контактів, Ом.