книги из ГПНТБ / Данцис Я.Б. Методы электротехнических расчетов руднотермических печей

сации в цепь микроамперметра включено сопротивление 5 из манганиновой проволоки диаметром 0,12 мм. Д л я переключения магнитных поясов исполь­ зуется переключатель типа ПТ-12 на 12 фиксированных положений. На токоподводах каждого электрода установлено три прибора (схема прибора приведена на рис. 7-5). Три детекторных вольтметра с подгоночными сопротивлениями и

тие контактных плит в процессе эксплуатации при установившемся токе в элек­ тродах не меняет величины контактного сопротивления. Следовательно, если в одной или нескольких контактных плитах будет зафиксировано при помощи

ния токораспределения не будет, то необходимо принимать меры для очистки контактной поверхности от пыли и грязи, либо менять электрододержатель. Характер токораспределения по плитам, полученный с помощью прибора, оп­ ределяет состояние контактных поверхностей плита—электрод.

7-3. Определение переноса мощности

Перенос мощности может быть определен экспериментально, при этом могут

тери в короткой сети не включают переноса мощности, так как суммарная мощ­ ность переноса равна нулю (гл. 1). Поэтому их можно разделить пропорцио­ нально длинам отдельных фаз короткой сети и определить потери мощности для каждой фазы. Естественно, что такое распределение потерь по фазам является не совсем точным, но, ввиду того что мощность потерь значительно меньше мощ­

переноса мощности и потерь фаз короткой сети определяются следующим обра­ зом:

•Рпер

(7-5)

Р4- Р

рк. с ~ г к. "пот. к. с — - 2

При этом способе измерений предполагается, что при изменении порядка следо­ вания фаз активные сопротивления короткой сети не изменяются.

На действующих печах во время определения ее параметров, к сожалению,

что активные сопротивления фаз короткой сети не изменяются. Так как в каждой серии замеров суммарная мощность переноса равна нулю, то можно составить следующие уравнения:

Положительная сторона его заключается в простоте осуществления на дейст­ вующих печах. Если провести серию таких измерений, можно получить доста­ точную для инженерной практики точность при определении переноса мощности в несимметричных печных установках.

7-4. Влияние нулевой точки при измерении параметров руднотермических печей

При измерении относительно нуля печи параметров каждой фазы действую­ щей печи весьма важным является выбор местонахождения вывода нуля печи.

точки являются доступными. Если отступление от центральной точки для круг­ лых печей играет несущественную роль, то при несимметричных печах с распо­ ложением электродов в ряд вопрос выбора нуля печи очень важен. Это можно показать на результатах исследования зависимостей параметров печей от рас­ положения нуля карбидной печи мощностью 7,5 Мв-а с круглыми электродами диаметром 955 мм, расстоянием между осями соседних электродов 2200 мм, шириной ванны 2530 мм и длиной 6870 мм.

На рис. 7-6 показаны точки вывода нулей из пода печи, относительно ко­ торых производились замеры, а в табл. 7-1 приведены результаты замеров ин­ дуктивных сопротивлений фаз (Хф), а также рассчитанное распределение мощ­ ностей по фазам печи относительно этих нулей ( Р п . ф)-

Из этой таблицы видно значительное различие между параметрами печи относительно нуля 2, выведенного из-под средней фазы. Измерения, проведен­ ные относительно точки 2', выведенной сбоку средней фазы, дают результаты, аналогичные тем, которые получены относительно точки 2. Поэтому на дейст-

172

Таблица 7-1

Индуктивные сопротивления фаз и распределение мощностей относительно разных нулей карбидной печи мощностью 7,5 Мва с прямоугольной ванной (Il = Іц = Іці =29000 а; ступени напряжения трансформатора 128 в,

порядок следования фаз: I, II, III)

вующих печах с прямоугольной ванной целесообразно производить измерения относительно точки 2', в целом ряде случаев более доступной, чем точка 2, вы­ веденная из-под средней фазы печи.

положение объясняется главным образом отсутствием правильной методики экс­ периментальных исследований электропечной дуги. В итоге многочисленных исследований [108] было установлено, что при высоких температурах плазмы применять стационарные зонды согласно методу Ленгмюра [107] нельзя. Метод подвижного зонда был применен впервые Ноттенгамом [108] и широко исполь­ зуется в работах многих физиков, в частности Финкельнбурга, при исследова­ ниях открытых дуг [109, ПО] . Однако этот метод не нашел применения при ис­ следовании закрытых электропечных дуг ввиду значительных трудностей, воз­

промежутка и др.), затрудняет осуществление прямых исследований и примене­ ние такого эффективного метода измерений, как метод зондов [111, 112]. В ра­ боте [113] было показано, что трудности метода движущихся зондов при иссле­ довании электропечных дуг могут быть преодолены.

Метод зондирования позволяет получить форму и величину напряжения не только между электродом и подом, но и в большом числе промежуточных точек, а также решить вопросы, связанные с определением параметров электропечной дуги и распределением энергии в рабочем пространстве печи. При определен­ ных допущениях метод зондирования позволяет определить удельное сопротив­ ление веществ, заполняющих подэлектродное пространство, и удельное сопро­ тивление расплава [113]. Поскольку металлический стержень шунтирует ис­ следуемый промежуток, необходимо создать измерительный зонд, изолирован­ ный по всей длине, за исключением конца длиной 0,5 — 1,5 мм, для снятия по­ тенциала в различных точках ванны. Применение изолирующих замазок на жест­

тонкого измерительного зонда оказалось целесообразным применить дерево, которое из-за кратковременного пребывания в зоне высоких температур (не­ сколько секунд) не сгорает, а лишь обугливается; измерительным электродом

173

зонда служит молибденовая проволока. Д л я определения положения конца зонда в ванне печи применяется устройство, позволяющее вводить зонд с равно­ мерной скоростью. В качестве изоляционного покрытия зонда применяется спе­ циальная масса, состоящая из жидкого стекла и технического глинозема.

Можно осуществить два способа введения зонда в ванну печи: через шихту и через электрод. Первый способ введения зонда (через шихту) обладает следую­ щими основными недостатками: а) не при всех состояниях колошника можно пройти зондом через шихту в ванну печи; если колошник печи «холодный», пройти зондом в ванну практически невозможно; б) трудно попасть зондом в область подэлектродного пространства; в) невозможно обеспечить равномерность движе­ ния зонда в ванне, из-за чего возникает трудность определения местонахождения конца зонда; г) трудно осуществить зондирование в печах с герметично закрытой ванной.

Второй способ введения зонда (через электрод) не обладает вышеуказан, ными недостатками, но более сложен в практическом осуществлении. В графи, тированные электроды при их изготовлении вваривается стальная труба, с ко.

зонда производится осциллографирование напряжения между концом зонда и электродом. Если обеспечена равномерность движения зонда и известна ско­ рость его движения ѵ, легко определить расстояние L между концом зонда и концом электрода по числу периодов на осциллограмме напряжения, так как масштаб времени t определяется частотой тока f. В этом случае длина одного

которого отсчитывается число периодов, определяющих расстояние от зонда до торца электрода. В данном методе этот момент определяется по осциллограмме,

напряжения на электроде; наложением этого значения амплитуды на последую­ щие периоды напряжения найти период, начиная с которого наступает плавное нарастание напряжения . Такой метод также позволяет довольно точно опреде­ лить по осциллограмме момент выхода зонда из электрода. Осциллографирова­ ние тока и напряжения производится с помощью шлейфного осциллографа. На рис. 7-8 представлена соответствующая измерительная схема. Напряжение элек­ трод—под или зонд — электрод подается на шлейфный осциллограф МПО-2, включенный через магазин сопротивлений Р - 1 . Ток измеряется и осциллографируется с помощью магнитного пояса. Как известно, магнитный пояс дает

174

ПР И Л О Ж Е Н И Е

Приведем некоторые функции, используемые в книге.

1.Эллиптические интегралы первого и второго рода^определяются выражениями:

176

СПИСОК Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1.Смелянский М. Я., Бортничук Н. И. Короткие сети электрических пе­ чей. М., Госэнергоиздат, 1962. 91с. с ил.

2.Электрические параметры коротких сетей фосфорных, карбидных и

540с. с ил.

7.Walter F. Die Wechselseitige Energieübertragung in Drehstromkrei­ sen.— «Frequenz», 1948, 2. Nr. 10, ss 259—267 mit Abb.

8.Данцис Я. Б. Перенос мощности в печах трехфазного тока для общего случая асимметрии короткой сети.— «Бюллетень по обмену опытом в промыш­

10.Walter F. Die Grundlagen der Elektrischen Ofenheizung. Leipzig, Siemens— Konzern, 1950, 337 S.

11.Данцис Я. Б., Жилов Г. M. Об увеличении cos ср мощных трехэлектрод­ ных электропечей.— «Вестник электропромышленности», 1962, № 8. 6 с. с ил.

12.Данцис Я. Б., Жилов Г. М. Способ выравнивания мощностей по фазам трехэлектродных печей с прямоугольной ванной. А. С. № 143484 (СССР).Кл. 21h, 16ol 720581/24 Опубл. в бюлл. «Бюллетень изобретений и товарных знаков», 1961, № 24.

13.Данцис Я. Б., Жилов Г. М. Искусственная компенсация реактивной мощности электропечей. Л . , «Энергия», 1971. 79 с. с ил.

14.Семенович Б. В. Контроль за работой электрических печей.— «Про­ мышленная энергетика», 1960, № 9, с. 35—37 с ил.

15.Данцис Я. Б., Жилов Г. М. О схеме соединения короткой сети электро­

печной установки в треугольник на электродах.— «Электричество», 1962, № 9,

с.20—23 с ил.

16.Stein R. Untersuchung unsymmetrischer Dreiphasen—Hochstromanla­ gen.— «Siemens—Zeitschrift», 1926, 6, Nr. 7, ss. 317—325 mit. Abb.

17.Веников В. А., Иванов-Смоленский А. В. Физическое моделирование электрических систем. М . — Л . , «Госэнергоиздат», 1956. 359 с. с ил.

18.Смелянский М. Я., Дершварц Г. В. Электродинамическое моделирование электротермических устройств.— «Электричество», 1951, № 10, с. 47—50 с ил.

19.Струнский Б. М. Сравнение двух систем короткой сети для электро­

печей с прямоугольными ваннами.— «Электричество», 1949, № 10, с. 68—71 с ил.

179

диапазоном частот для моделирования коротких сетей. В кн.: Моделирование

№7, с. 51—53 с ил.

27.Romani A. Methode rapide de calcul de l'inductance de systèmes de con­ ducteurs a forte densité de courant des fours électriques.— «J. du Four Electr.», 1956, n°5, pp. 167—175.

28.Andreae F. Formules et tables pour le calcul de l'impédance des barres omnibus pour fours électriques.— «J. du Four. Electr.», 1951, n°2, p. 35.

29.Andreae F. Formules et tables pour le calcul de l'impédance des barres omnibus pour fours électriques— «J. du Four. Electr»., 1952, n°l pp. 24—25, n°2

pp.57—60.

30.Chajczynski Z. Obliczanil indukeyinos'ci toru Wilkoprawego pieca enkowega.— «Przegled Elektrotechniczny», 1965, N 8, s. 77—79.

31. Струнский Б. M. Короткие сети электрических печей. M . , Металлургиздат, 1962. 335 с. с ил.

32.Данцис Я- Б., Черенкова И. М. Таблицы и нормали для расчета реак­ тивного сопротивления трубчатых и шинных пакетов коротких сетей руднотер­ мических печей. Л . , Ленниигипрохим, 1968. 62 с. с ил.

33.Нейман Л. Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники. Том 2. М . — Л . , «Энергия», 1966, 407 с. с ил.

34.Цейтлин Л. А. Индуктивности проводов и контуров. М . — Л . , Госэнергоиздат, 1950. 225 с. с ил.

35.Калантаров П. Л., Цейтлин Л. А. Расчет индуктивностей. Л . , «Энергия», 1970. 415 с. с ил.

36.Dwiqht H. В. Electrical coils and conductors. N . Y . , «Me Graw—Hill», 1945, 351 p.

37.Grover F. W. Tables for the calculation of the mutual inductamce of

линейного провода.— «Доклады АН СССР», 1946, вып. 54, № 2, с. 31—34 с ил.

40. Данцис Я. Б. Расчет индуктивностей коротких сетей руднотермических печей.— «Электричество», 1963, № 4, с. 54—58, с ил.

41. Дуррер Р., Фолькерт Г. Металлургия ферросплавов. М., Металлургиздат, 1956, 360 с. с ил.

42.Петров Г. Н. Трансформаторы. Т. 1. М . — Л . , Госэнергоиздат, 1934. 437 с. с ил.

43.Андреевский В. В., Черенкова И. М. Создание нормалей для расчета реактивных сопротивлений трубчатых и шинных пакетов коротких сетей элек­ тропечей. В кн.: Повышение технического уровня и качества выпускаемой про­

дукции. Новосибирск, Институт геологии и геофизики СО АН СССР, 1969, с. 130—132 с ил.

180