8.1. Особенности потребления электроэнергии руднотермическими печами этус

Руднотермические печи питаются обычно трехфазным пе­ременным током промышленной частоты.

Используются трехэлекгродные и шестиэлектродные печи с большим разнообразием геометрических параметре» и конфигураций ванн (круг­лых, прямоугольных, овальных и т. л). Иногда применяются и однофаз­ные (чаше «жего двухмектродиые) печи небольшой мощности. Для сни­жений электрических потерь в настоящее время идут интенсивные работы по переводу РТП на питание от источников пониженной частоты (б—15 Гц).

Печи с открытой дугой (рафинировочные) имеют характе­ристики электропотребления, близкие к дуговым сталепла­вильным печам в рафинировочный период. Это печи периоди­ческого действия с выраженным колебательным режимом ра­боты.

Большинство рудиотермических печей, работающих в беэдуговом режиме или со елвбовыражеииой дугой, имеют не прерывный режим работы, длящийся несколько месяцев. Их коэффициент включения близок к единице. Хорошо теплоизо­лированная дуга обеспечивает спокойное устойчивое потреб ление энергии с отсутствием эксплуатационных коротких замыканий. При работе в стационарном режиме ток и напря­жение печи имеют практически синусоидальную форму (уров­ни 2, 3 и 5-й гармоник тока в большинстве печей не превы­шают 1—1,5%),

Режим РТП характеризуется сравнительно высокой сте­пенью равномерности. Однако изменение качества составляющих шихтовой смеси, неполадки в различных технологических системах, обеспечивающих нормальную работу печи, а также ограничения электропотребления вызывают необходимость менения мощности печей в пределах (+5* 50)% номиналь­ной. При этом коэффициент загрузки индивидуальных суточных графиков работы составляет 0,72—0,98

Коэффициент загрузки с повышением мощности несколько снижается и составляет для печей различной технологии:

1. ферросплавных и карбидных 4,5—22,5 МВ-А — 0,95—0,92;

2. ферросплавных 48-63 МВ-А -0,9;

3. карбидных 40—60 МВ-А — 0,85 - 0,8;

4. фосфорных 50 МВ-А и выше —0,80 —0,75.

Применение пониженной частоты для питании РТП

В настоящее время широ­ко применяются шестиэлектродные прямоугольные ферросплавные печи мощностью 63 МB*A (57.0—580 МВт), хорошо зарекомендовавшие себя на практике. Разработаны проекты12- электродных кольцевых печей, которые могут применяться при мощностям 100 МВт и выше, Однако увеличение количест­ва электродов вызывает усложнение конструкций печей, по­вышение их материалоемкости и, как следствие, снижение надежности. Другим путем обеспечения высоких электротехнических характеристик мощных РТП является снижение частоты пе­ременного тока. При этом снижаются реактанс печи И потре­бляемая ею реактивная мощность. Кроме компенсирующего фактора понижение частоты вызывает ослабление поверх костного эффекта и эффекта близости в проводниках корот­кой сети, в результате чего значительно снижаются активные потери и нагрев конструкций. При эти растет кпд печи и снижается расход электроэнергии.

Выбор частоты определяется электротехническими я тех­нологическими соображениями. Ввиду значительной инерцион­ности печи снижение частоты до /«0,8—-S Гц не приводит к из­менению технология процесса и заметным колебаниям темпе­ратуры. При меньших частотах возможно возникновение за метных электролизных явлений с вредными последствиями. Частота оказывает значительное влияние на коэффициент Мощности установки. Рациональный диапазон применяемых частот ограничен частотой fe«6ru, выше которой коэффициент мощности резко снижается. Исследования показали, что иска­жение кривой первичного тока при использовании преобрято-вателя частоты с трапецеидальным законом управления прак­тически совпадает с тиковыми для трехфазного мостового выпрямителя. Коэффициент искажения по току составляет 0,873, « коэффициент несинусоилальности во всех режимах не превышает 5%, допустимых ГОСТом.

Дуговые сталеплавильные печи (ДСП)

Дуговые сталеплавильные печи являются основным электрометаллургическим агрегатом для выплавки черных метал­лов (стали и чугуна). В СССР применяются ДСП емкостью до 200 т и мощностью до 90 МВ-А (табл. 2.1), За рубежом работают ДСП емкостью 320—360 т с мощностями 160 МВ-А. Они представляют собой трехэлектродные устройства, питае­мые от высоковольтной сети током промышленной частоты через трехфазные понизительные трансформаторы.

Питание ДСП производится обычно по системе глубокого ввода от энергосистемы на напряжении в основном 10—35 кВ, хотя применяют и более высокие напряжения (220 кВ в ФРГ и 63 кВ во Франции),

ОСОБЕННОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛВКТРОЭНРРГИН

ДУГОВЫМИ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫМИ ПЕЧАМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

I, Нагрузка дуговых печей является циклически неравно* тертой. Индивидуальные графики нагрузки ДСП имеют сту­пенчатый характер, однородный по сменам и суткам в силу непрерывности производства стали на металлургических и большинстве машиностроительных предприятий. Графики нагрузки имеют вероятностный характер. Закон распределе­ния вероятностей отклонений нагрузки от ее математического ожидания в индивидуальном графике отличается от нормаль­ного. Но уже при числе печей в группе около шести и Солее его можно считать формальным. Соотношение между макси­мальной {период расплавления) и минимальной (рафиниро­вочный период) мощностями составляет в печах малой емш-"сти 1:6, средней—1:4 и большой — 1:3. Коэффициенты фор­мы индивидуальных графиков нагрузки ДСП лежат в преде­лах ft^ - 1,16-1,59; к_ь0- 1,18+ 1,86; к^ т 1,18 4-1,64

Верхние пределы £_ф относятся к печам первого вида, нижние—второго с повышенной удельной мощностью.

С увеличением числа печей в группе коэффициент формы графитов суммарной нагрузки снижается, стремясь в пределе к единице:

Печи электрошлакового переплава и литья

Электрошлаковые печи являются одним из основных агре­гатов специальной электрометаллургии, позволяющий полу­чать слитки и отливки высокого качества.

Для улучшения электротехнических хярвктерветвк круп­ных печей, а в последнее время и печей средней емкоегч, иногда используется переменный ток пониженной частоты (2-10 Гц).

Дуговые вакуумные печи

Дуговые вакуумные печи (ДВП) предназначены .'ля полу чения высококачественных слитков из сложнолегированнмх сталей и сплавов, меди и медных сплавов, титана, тугогглаз-ких и высокореяккионнмх металлов, Максимальная емкость печей составляет 40 т по стали и 60 т по титану. Мощное» источников питания достигает 10 тыс.. кВ-А.

ДВП питаются постоянным (выпрямленным) током. Это связано с тем, что при переплаве большинства металлов обес­печить устойчивое горение дуги переменного тока при пониженных давлениях не удается.

Плазменные дуговые печи и установки

Плазменные установки (ПУ) используют в виде источник нагрева плазменные струи, представляющие собой поток высокоионизированного нагретого до высоких температур (3500—12000 К) газа. Плазменный нагрев широко применя­ется в промышленности для интенсификации металлургиче­ских и химико-технологических процессов, для сварки, резки, поверхностной обработки изделий, плавки неметаллических материалов, напыления и др. Номенклатура плазменных уст ройств очень широка, их мощности составляют от десятков до 50000 кВт.