Выбор и поддержание электрического режима электроплавки

Величина электрической мощности, вводимой в печи, выбирается, исходя из следующих факторов:

- состав шихты (плавкости и электропроводности шлаков);

- состояние печи (стен, шпуров, подины);

- задание по проплаву на данный промежуток времени (производственная программа).

Необходимая мощность (Р) в киловаттах находится путем умножения заданного проплава (П) в тоннах на норму удельного расхода электроэнергии (А) в киловатт-часах на тонну проплавляемого материала и деления полученного произведения на продолжительность нахождения печи под током в часах (t) в плановом промежутке времени, т.е.:

(кВт)

По найденной мощности определяются остальные электрические параметры плавки – напряжение (U) в вольтах и сила тока (J) в амперах. Эти параметры даются в таблице 3 "Характеристика электропечного трансформаторного агрегата ЭОЦНК-31500/35-М97". По этой таблице выбирается высокое напряжение при найденной мощности, так как на повышенном линейном напряжении растет производительность печи и уменьшается удельный расход электроэнергии. В этой же таблице находится и соответствующая выбранному напряжению токовая нагрузка. Все три параметра связаны собой уравнением:

,

в котором коэффициент мощности (cos j) для электропечей близок к единице (0.97 – 0.98) и в оценке электрических параметров плавки им можно пренебречь.

Таблица 3 - Характеристика электропечного трансформаторного агрегата

ЭОЦНК-31500/35-М97 для РТП-3, 4

Ступень	Мощность, кВ А	Сторона ВН	Сторона НН	Схема соединений
U1 вольт	J1 ампер	U1 вольт	J1 ампер
			428,6 428,6 368,5	526.5 447,5 434,5 368,5 355,5	36300
			587,4 532,5 491,5 478,5 464,5 436,5 409,5 383,5	334,5 311,5 296,5 273,5 259.5 235.5 220,5

Окончательная величина этих параметров уточняется в процессе плавки по внешним признакам, характеризующим ее оптимальный режим:

- отсутствие "окон" расплава между откосами;

- равномерная высота откосов на зеркале расплава;

- заглубление электродов на 300-350 мм, при котором отсутствуют дуговой режим на контактных поверхностях между электродами и расплавом;

- достаточный прогрев верхнего слоя расплава, обеспечивающий расчетный проплав (проверяется по скорости подъема расплава в высоту);

- равномерная нагрузка мощности на каждый электрод, соответствующая найденной по заданному проплаву (по показаниям приборов на пульте электропечей).

Основной задачей плавильщика, производящего загрузки шихты в электропечь является поддержание оптимального электрического режима плавки за счет:

- выдержки баланса между загрузкой шихты и выпуском продуктов плавки (постоянный уровень ванны);

- изменения заглубления электродов и высоты шлакового слоя, в зависимости от свойства шлака (электро- и теплопроводность).

Снижение или превышение высоты ванны отрицательно влияет на работу печей. Так, при прочих равных условиях (постоянная мощность, напряжение, состав шлака и т.д.) значительное снижение глубины шлаковой ванны (250-400 мм) приводит к неспокойному режиму работы электропечей (особенно при высокой штейновой ванне), увеличению потерь металлов со шлаками и перегреву штейна. Работа на шлаковой ванне, превышающей оптимальную глубину, также нежелательна, так как ведет к охлаждению нижних слоев шлака и штейна.

Практика показывает, что для нормального процесса плавки необходимо поддерживать на печах постоянный уровень общей и штейновой ванн.

При повышении содержания кремнезема в шлаке (например, с 37,5 % до 39 %) уменьшается его электропроводность и снижается производительность печей.

В этом случае необходимо переходить на более высокую ступень напряжения питания печей во избежание излишнего заглубления электродов, остывания верхнего слоя расплава.

Поэтому основной задачей бригадира плавильщиков является постоянный контроль за загрузкой печей, выдачей продуктов электроплавки, окисью кремния в шлаках и глубиной погружения электродов.