I. Общая часть.

1.1. Обоснование строительства цеха.

Наличие рядом энергетической базы, сырьевой базы, потребителей готовой продукции – вот основные причины для строительства в г. Запорожье цеха по производству ферросиликомарганца. Мощнейшая энергосистема Днепроэнерго обеспечит производство ферросиликомарганца электроэнергией. Марганецкий, Орджоникидзевский и Таврический ГОКи обеспечат рудной частью и марганцевыми концентратами. Близость Оврученского и Васильковского месторождений кремнийсодержащих материалов дает уверенность в стабильности поставок кварцитов – одного из основных компонентов шихты. Наличие разветвленных железных и автомобильных дорог, а также речного порта обеспечит минимальные затраты на перевозку шихтовых материалов на завод и вывоз готовой продукции потребителям. Для проектируемого производства предполагаем, использовать: коксы Запорожского и Донецкого коксохимических заводов; электродную массу Запорожского и Никопольского заводов. Водоснабжение цеха предусмотрено от реки Днепр.

Проектируемый цех полностью обеспечит силикомарганцем такие гиганты черной металлургии как: комбинат «Запорожсталь» и завод «Днепроспецсталь», а также другие украинские предприятия.

1.2. Выбор типа и количества печей.

Производительность печи в сутки вычислим по формуле:

Q=24W*K₁*К₂*cosφ/6970

где: W–мощность печного трансформатора 23500 кВА;

К₁=0,89-коэффициент использования мощности трансформатора;

К₂=0,95-коэффициент учитывающий отклонения напряжения в сети;

Cosφ-коэффициент мощности трансформатора (принимаем cosφ=0,86);

4200-удельный расход электроэнергии на выплавку 1 тонны ферромарганца, кВт*ч/т;

24-количество часов в сутки.

Q=24*23500*0,89*0,95*0,86/4200=97,6 (тонн)

Ремонт оборудования печи планируем провести три раза в год. Два профилактических ремонта продолжительностью трое суток, и один ремонт продолжительностью десять суток. Незапланированные (горячие) простои составляют примерно 2% от всего рабочего времени.

Количество рабочих суток в год для одной печи составит:

(365–16)*0,98=342,02

Тогда в год одна печь выплавит:

Q_г=342,02*97,6=33381,1 (тонн ферросиликомарганца).

По плану цех должен выплавить 200000 тонн ферросиликомарганца в год. Тогда количество печей в проектируемом цехе составит:

200000/33381,1= 5,9 (штук)

Принимаем количество печей равное 6.

1.3. Определение основных параметров печи

1.3.1. Определение электрических параметров печи

Электрическими параметрами печи являются мощность, сила тока и напряжение. Расчет электрических параметров печи произведем по методу А.Микулинского, согласно которому

U_пф=С*Рⁿ_пол

Где: U_пф–полезное фазное напряжение, В;

Р_пол-полезная мощность, кВт

Р_пол=Р_ном*cosφ*η_эл

С–коэффициент пропорциональности, определяемый по данным действующих печей и составляющий для ферромарганца 5,2 при n=0,25.

Рабочий ток в электроде рассчитываем по формуле:

I_раб=Р_пол/3*U_пф

Активное сопротивление ванны (R_в), тогда составит:

R_в=Р_пол/I_раб

Р_пол=23500*0,86*0,92=18593,2(кВ*А),

Где: cosφ=0,86–коэффициент трансформатора;

η_эл=0,92 – КПД электрода, который учитывает потери в короткой сети;

23500-Р_ном номинальная мощность трансформатора.

U_пф=5,2*18593,2^0,25=60,72(В)

I_раб=18593,2/3*60,72=102,1 (кА)

Активное сопротивление ванны Rв, тогда составит:

R_В=18593,2/102,1=182,1 (Ом)