19. Принцип расхода графитированных электродов. Меры экономии электродов для дсп

Расход электродов в ДСП колеблется в довольно широких пределах в зависимости от качества и условий эксплуатации, составляя в среднем на отечественных заводах 5-7 кг/т жидкой стали. Общий расход состоит из отдельных сталей, %

Окисление поверхности ………………………….55-75

Распыление в дуге……………………………….....15-25

Огарки и обломки электродов……………………10-20

Главной причиной является окисление их поверхностей. Основная часть расхода (до 70%) приходится на период расплавления твердой шихты и время перерыва между плавкой.

Для уменьшения окисления поверхности электродов следует:

1. обеспечить герметичность печи (особенно в местах ввода электродов в печь через «электродные» отверстия в своде);

2. ограничить температуру поверхности электродов допустимыми значениями, для чего необходимо обеспечить соответствие междум диаметром электрода и его токовой нагрузкой согласно выражениям (46) и (47);

3. уменьшить длину нагретой части электродов (за счет выбора рациональной высоты расположения свода);

4. наносить защитные покрытия;

5. улучшать качество электродов и снижать удельное электросопротивление. Уменьшение РО на 1 мкОм*м снижает расход электродов на 4-12%

Расход на распыление материала электродов в дуге пропорционален количетву электрической энергии и составляет для ДСП примерно 2кг/МВт*ч.

Расход электродов на огарки и обломки зависит от механической прочности и термостойкости электродов, а также от правильных условий эксплуатации и бережного хранения (в сухом месте, на специальных стеллажах). Опыт показывает, что при соблюдении этих условий расход электродов на огарки и обломки может не превышать 0,2-0,5 кг/т.

Для эксплуатации крупных сверхмощных ДСП необходимо создание качественно новых графитированных электродов

1. диаметром 550-610 мм, допускающих плотность тока 30-350 А/см²;

2. диаметром 710 мм, допускающих плотность рабочего тока до 25 А/см²;

3. трубчатых электродов диаметром 550-710мм;

4. электродов с покрытиями, чтобы снизить удельный расход более дорогих электродов

до 4-4,5 кг/т.

20. Эквивалетное активное сопротивление электропечной установки дсп. Электрический к.П.Д. Дсп.

Одним из электрических параметров ДСП является эквивалентное активное сопротивление R электрической цепи одной фазы, опреде­ляемое из опыта короткого замыкания на действующей ДСП или расчетным путем для проектируемой ДСП. В последнем случае рассчиты­вают активное сопротивление всех элементов силовой цепи, приведя значение R_i к силе тока вторичной стороны, т. е. стороны низкого на­пряжения (НН). Активное сопротивление элементов токопровода сто­роны высокого напряжения (ВН) ввиду его относительно малого значе­ния после пересчета на сторону НН при определении эквивалентного сопротивления R обычно пренебрегают. Активное сопротивление про­водника переменного тока в условиях конструкции токопровода ДСП рассчитывают по формуле:

,

где k_п, k_б, k_ф и k_с - поправочные коэффициенты, соответственно учи­тывающие влияние поверхностного эффекта (рис. 4.1), эффекта близос­ти (рис. 4.2), ферромагнитных конструкций (k_ф ≈ 1,15 ÷ 1,25) и несинусоидальных токов.

Рис. 4.1. Графики для определения поправочного коэффициента поверхностно­го эффекта для проводников различного сечения:

а - круглое сечение диаметром D (цифры у кривых - отношение толщины стенки трубы к диаметру);

б - прямоугольное сечение со сторонами Δ и b (цифры у кривых – соотношение b/Δ)

Рис. 4.2. Графики для определения поправочного коэффициента эффекта близости между двумя проводниками различного сечения, расположенных на рас­стоянии t:

а – круглая шина (сплошные кривые) или трубошина с соотношением Δ/D = 0,125 (штриховые кривые) (цифры у кривых - отношение t/D); б - прямо­угольные шины на относительном расстоянии t/Δ = 1,314 (цифры у кривых - соотношение b/Δ)

Коэффициент k_c зависит от соотношения тока дуги I_д и тока корот­кого замыкания I_к.з :

,

где а - показатель степени, характеризующий диапазон изменения тока I_д и равный 0,4 ÷ 1.

Физические свойства материала проводника можно принять рав­ными:

	Медь	Алюминий
ρ0 (при T0=293 K), 10-8 Ом·м	1,8	2,9
αρ (293÷573 К), 10-3 К-1	4,3	4,1

В качестве рабочей температуры Т в формуле (4.1) принимают для неохлаждаемого проводника 340 ÷ 400 К, для водоохлаждаемого 320 К. Площадь поперечного сечения проводника s выбирают по рекомендуе­мой для данного участка токопровода плотности тока (табл. 4.1) с уче­том требований Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Знаменателем аргумента на оси абсцисс рис. 4.1 и 4.2 является экви­валентная глубина проникновения электромагнитного поля в материал проводника , где ρ (Ом·м); δ_э (м). Например, для водоохлаждаемой меди при промышленной частоте f = 50 Гц δ_э = 10 мм. При расчете активного сопротивления графитированных электродов диаметром D_ЭД значение произведения (k_П · k_Б выбирают в зависимости от их взаимного расположения, характеризуемого диаметром распада D_Р (рис. 4.3). Вторичный токопровод мощных и сверхмощных ДСП имеет большое число параллельных проводников с различным распо­ложением одного относительно другого, а токи в которых отличаются по значению и фазе, поэтому расчет коэффициента k_Б по кривым рис. 4.2 становится трудоемким и неточным. Значение k_Б для одного про­водника шихтованного шинного пакета составляет 1,02 ÷ 1,05; неших­тованного пакета и гибких кабелей составляет 1,05 ÷ 1,07. Сопротивление N параллельных проводников равно

,

где R_k - сопротивление k-го проводника.

Рис. 4.3. Графики для определения поправочного коэффи­циента для расчета активного сопротивления графитированных электродов диаметром D_ЭД при различном соотношении D_Р / D_ЭД (цифры у кривых)

Помимо активного сопротивления R_i самих проводников в общем активном сопротивлении R вторичного токопровода, значительную величину составляют контактные сопротивления, особенно в контакте электрододержатель – графитированный электрод. Величину контакт­ного сопротивления R_к приближенно можно оценить по формуле, мОм:

,

где р – давление в контактных поверхностях, Па; m - показатель сте­пени, характеризующий форму контакта и составляющий для точечно­го контакта 0,5, для линейного контакта 0,7 и для контакта плоскость – плоскость 1,0; С – коэффициент, зависящий от материала и состояния контактирующих поверхностей: медь – медь 0,1; сталь – графит 8; алю­миний – алюминий 0,13; бронза – графит 2; медь – латунь 0,38; графит – графит 0,3.

Контакт считается удовлетворительным, если сопротивление R_к не превышает более, чем на 5 ÷ 10 % сопротивления R_i сплошного провод­ника на длине, равной длине контактного соединения.

Активное сопротивление обмотки электропечного трансформато­ра R_т определяют по паспортным данным (см. Приложение 7), мОм:

,

где R_к.з - мощность, потребляемая трансформатором при опыте корот­кого замыкания, кВт; I_д - номинальное значение линейного вторичного тока (ток дуги), кА.

Для оценки эквивалентного активного сопротивления R можно использовать корреляционное соотношение, полученное в результате математической обработки результатов экспериментального опреде­ления при опыте короткого замыкания на действующих ДСП различ­ной мощности S_н , мОм:

,

где k_R = 0,75 ÷ 1,25 в зависимости от конструкции и электрической схемы соединения вторичного токопровода; S_н в MB · А.

Эксплуатационное активное сопротивление определяют с учетом поправочного коэффициента k_c, учитывающего влияние несинусои­дальных токов согласно формуле (4.2).

Электрический к.п.д. ДСП – отношение выделяемой мощности нагрева к активной мощности:

, где , где , где Р_Э.П. – мощность электрических потерь (киловатт); I_Д – мощность тока в рабочем пространстве (килоампер); R – активное сопротивление (миллиом).

Электрический к.п.д. может быть также вычислен по формуле: , где U_2Ф – значение фазного напряжения (вольт); Х – эквивалетное индуктивное сопротивление одной фазы ДСП (миллиомы).