Министерство образования
Российской Федерации
Липецкий Государственный техническийуниверситет
Кафедра металлургии
Домашнее задание
по предмету «Электрометаллургия»
Расчет основных размеров восстановительнойи рафинировочной печей
выПОЛНИЛ:вАЛУЙСКИХ е. в.
ЧМ – 98 — 2
ПРИНЯЛ: ВЕЧЕРв. н.
Липецк-2002
ЗАДАНИЕ
Определить основные размеры восстановительной печи длявыплавки 45% FeSi для суточной производительности.
Производительность печи в сутки = 50 т.
Определить основные параметры рафинировочной печи длявыплавки низкоуглеродистого FeCrдля суточной производительности.
Производительность печи в сутки = 10 т.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Определениеосновных параметров восстановительных электропечей
1.1 Определениемощности трансформатора и электрических параметров восстановительной печи
1.2 Определениегеометрических размеров восстановительной печи
2. Определениеосновных параметров рафинировочных электропечей
2.1 Определениеэлектрических параметров рафинировочной печи
2.2 Определениегеометрических параметров рафинировочной печи
Библиографическийсписок.
ВВЕДЕНИЕ
В ниже проведенной работе мы производим расчет основныхразмеров и параметров ферросплавных печей, в которых мы получаем различныеферросплавы. Ферросплавы — это сплавы железа с кремнием, марганцем, хромом,вольфрамом и другими элементами, применяемые при производстве стали дляулучшения ее свойств и легирования. Вводить в сталь нужный элемент не в видечистого металла, а в виде его сплава с железом удобнее вследствие более низкойтемпературы его плавления и выгоднее, так как стоимость ведущего элемента всплаве с железом ниже по сравнению со стоимостью технически чистого металла.
Исходным сырьем для получения ферросплавов служат руды иликонцентраты. Для производства основных сплавов — ферросилиция, ферромарганца иферрохрома — используют руды, так как в них высоко содержание окислов элемента,подлежащего восстановлению. При производстве ферровольфрама, ферромолибдена,феррованадия, ферротитана и других сплавов руду вследствие малой концентрации вней полезного элемента обогащают, получая концентрат с достаточно высокимсодержанием окислов основного элемента.
Ферросплавы получают восстановлением окислов соответствующихметаллов. Для получения любого сплава необходимо выбрать подходящийвосстановитель и создать условия, обеспечивающие высокое извлечение ценного(ведущего) элемента из перерабатываемого сырья. Пользуясь законамитермодинамики, можно определить химическое сродство элементов к кислороду. Повозрастанию этого сродства элементы распределяются в следующий ряд: Ni, Fе, Мn, V, Сг, Si, Ti, Al, Mg, Ca. Каждый нижестоящий элемент можетслужить восстановителем для вышестоящего. Особое место занимает углерод,который может восстанавливать эти элементы лишь при превышении температуры вышеопределенных значений, возрастающих по мере увеличения химического сродства ккислороду каждого элемента, например, расчеты показывают, что для марганца этатемпература составляет около 1150°С, для кремния 1450 °С и для алюминия 1900оС.
Восстановительные процессы облегчаются, если они проходят вприсутствии железа или его окислов. Растворяя восстановленный элемент илиобразуя с ним химическое соединение, железо уменьшает его активность, выводитего из зоны реакции, препятствует обратной реакции- окислению. В ряде случаевтемпература плавления сплава с железом ниже температуры плавлениявосстанавливаемого элемента, следовательно, реакция может протекать при болеенизкой температуре.
В зависимости от вида применяемого восстановителя различаюттри основных способа получения ферросплавов: углевосстановительный,силикотермический и алюминотермический. Наиболее дешевым является углерод,поэтому его используют при производстве углеродистых ферромарганца иферрохрома, а также всех сплавов с кремнием (кремний препятствует переходууглерода в сплав). Реакции восстановления металлов и их окислов углеродомэндотермичные, поэтому углевосстановительный процесс требует подвода тепла.Полнота извлечения ведущего элемента зависит от температуры и давления, прикоторых ведут процесс, от состава шлака и сплава.
Силикотермическим и алюминотермическим способами получаютферросплавы с пониженным или очень низким содержанием углерода:среднеуглеродистые и малоуглеродистые ферромарганец и, безуглеродистый феррохром,металлические хром и марганец, ферросплавы и лигатуры с титаном, ванадием,вольфрамом, молибденом, цирконием, бором и другими металлами. Когдавыделяющегося при экзотермических реакциях тепла достаточно для полученияметалла и шлака в жидком виде, плавку проводят в обособленных очагах — футерованных шахтах. При нехватке тепла плавку проводят в дуговых печахсталеплавильного типа.
Теперь проведем краткое описание самих ферросплавных печей.
Восстановительные ферросплавные печи работают непрерывно. Вработающей печи электроды погружены в твердую шихту, которую пополняют по мереее проплавления; сплав и шлак выпускают периодически. Печи этого типа оснащенымощными трансформаторами (7,5—65 MB. A). Печи трехфазные, стационарные иливращающиеся ранее изготовляли открытыми, а новые печи закрыты сводами.
Дуговые руднотермические печи предназначены для производстваразличных ферросплавов, кристаллического кремния, технического хрома имарганца, карбида кальция, а также для получения титанистых, марганцевых исинтетических шлаков. Подводимая к печи мощность выделяется в дуговом разряде,в шихте и расплаве. При этом распределение мощности определяется типом печи исвойствами шихтовых материалов, шлака и металла. В печах, выплавляющих,например, высококремнистые ферросплавы, в большей степени выражен дуговойрежим, а при выплавке углеродистого ферромарганца — режим сопротивления. Вработающей печи ток протекает как по электродам через дуговой разряд по схеме«звезда», так и через шихту по схеме «треугольник» и«звезда». Поэтому для трехфазной печи необходимо рассматривать совмещениевертикального и горизонтального электрических полей, т. е. трехмерное поле.
В процессе плавки электрическая энергия превращается втепловую. За счет тепла, выделяемого в дуговом разряде и в шихте, а также засчет тепла экзотермических реакций (и физического тепла шихтовых материалов)совершаются физико-химические процессы плавки. С уровня колошника в зонувысоких температур (при выплавке ферросилиция и ферромарганца температура дугидостигает 6000-7000°К) постепенно опускаются все новые и новые порции шихты, аснизу вверх направлен поток газов и паров перерабатываемых материалов. Такимобразом, в действующей дуговой печи при выплавке ферросплавов получают развитиесложные электрические, тепловые и металлургические процессы. В табл. 1 приведенразмерный ряд производства рафинировочных и восстановительных электропечей дляпроизводства ферросплавов. Рафинировочные печи обычно работают периодическимпроцессом, а восстановительные — непрерывным с периодическимвыпускомпродуктов плавки (металла и шлака).
Таблица 1 Размерный ряд рафинировочных и восстановительныхэлектропечей для производства ферросплавов.Тип печи Номинальная мощность, мВА Ванна
Механизм
наклона
Механизм
вращения Выплавляемый сплав РАФИНИРОВОЧНЫЕ ЭЛЕКТРОПЕЧИ РКО-2,5 2,5 откр. есть есть
без малоугле
род. Феррохром, ферро марганец РКО-3,5 3.5 откр. есть есть ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОПЕЧИ РКО-10,5 10,5 откр. нет есть Fe-Si, Fe-Mn
РКЗ-10,5
(базовая) 10.5 закр. нет есть Fe-Cr, Si-Mn РКО-16,5 16,5 откр. есть есть Si-Cr, Si-Ca РКЗ-16,5 16,5 закр. нет есть то же РКЗ-24 24,0 закр. нет есть Fe-Si, Fe-Мn Fe-Cr
РКЗ-33
(базовая) 33,0 закр. нет есть Si-Mn, Si-Сг
РПЗ-48
(базовая) 48,0 закр. нет нет Fe-Si, fe-Mn РПЗ-72 72,0 закр. нет нет Si-Мn
Примечание: первая буква (Р) означаетпринцип нагрева- руднотермический (дуговой, смешанный); вторая буква-форма ванны:К-круглая, П-прямоугольная; третья буква: О-открытая, 3-закрытая;
Цифра после обозначения печи соответствует мощности в мВА.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ
восстановительная рафинировочная электропечьферросплав
Основными элементами восстановительной электропечинепрерывного действия являются: ванна, футеровка, кожух,электроды, электродержатели, печной трансформатор, короткая сеть, устройстводля перепуска электродов, свод, механизм вращения ванны и др. В печах,работающих бесшлаковым процессом, ~70% активной мощности выделяется в ванне,поэтому и расчет следует начинать с определения геометрических и электрическихпараметров ванны. Отправным моментом расчета является производительность печипри выплавке данного сплава. В качестве примера произведем расчет печи спроизводительностью 130 тонн 45%-го ферросилиция (ФС 45) в сутки.
1.1Определение мощности трансформатора и электрических параметров восстановительнойпечи
Мощность трансформатора печной установки определяется поформуле
/> (1)
где G-суточнаяпроизводительность, т/сутки; А-удельный расход электроэнергии, кВт. ч/т; для ФС45 А=4800 кВт.ч/т;
/>-коэффициентзагрузки трансформатора за время фактической работы, равный 0,95-0,98 дляпечей, работающих непрерывным процессом. Принимаем/>=0,98;
/>-коэффициентиспользования рабочего времени, равный 0,97-0,98, Если принять 10 суток на планово-предупредительныеремонты, то />=(365-10):365=0,972;
k3 -коэффициент, учитывающий условия, осложняющие работу печи(например, падение напряжения в сети). Обычно k3=0,98.
Коэффициент мощности /> действующихвосстановительных печей колеблется в пределах 0,82-0,92. Учитывая показателиработы мощных печей при выплавке ФС 45, принимаем ориентировочно /> = 0,88, Тогда при /> 0.94
/>
Принимаем ближайшую большую мощность печи (см. табл.1), т.е.16,5МВА. При этом фактическая, производительность составит 69,3 т. в сутки. Сцелью получения симметричной нагрузки фаз предусматриваем питание печиРКЗ-16,5.
1.Определим активную мощность установки
/>кВт (2)
/>кВт
2. Полезная мощность />кВт(3)
Электрический кпд /> действующихпечей находится в пределах 0,85-0,95. При выплавке ферросилиция />= 0,90. Тогда /> кВт.
Полезное фазное напряжение
3. Важной характеристикой работы печи является полезноефазное напряжение /> Под полезным фазнымнапряжением понимают напряжение между частью электрода, находящего в шихте, иметаллом. При этом фазное напряжение на выводах печного трансформатора /> равносумме/>и падения напряжения всвободной части электрода, контактах и короткой сети />
т.е. />
Полное фазное напряжение
/> (4)
где с, и п – постоянные (см. Табл.2),
Коэффициент п характеризует распределение мощности в ваннепечи в зависимости от вида процесса. Для безшлаковых процессов (например, привыплавке FeSi) с преобладающим объемнымраспределением энергии, значение nследует принимать равным 0,33 (см. Табл.2), а для многошлаковых процессов спреобладанием распределения мощности по поверхности n=0,25,
Плотность тока на электроде принимают в зависимости от видасплава и диаметра электрода (см. Табл. 4).Таблица 2 Значения с' при разных сплавах и коэффициентах п .Сплав
/>
/> > 13500кВа n=0,25 n=0,33 n=0,25 n=0,33 Ферросилиций (45% Si) - 3,2 - 3,3 Ферросилиций (75% Si) - 3,4 - 3.4 Ферромарганец углерод 5,3 . 5,4 - Силикомарганец 5,7 - 6,0 - Силикохром (50% Si) 6,8 - 7,0 - Феррохром передельный 7,6 - 7.9 - Силикокальций 5,7 . 6.0 - Рафинированный феррохром 17 - - -
Таким образом, зная величину/>, определяем/>
/>/>/>0,33=75,87(В)
Ток электрода:
/> (5)
/> кА
4. Ранее были приняты ориентировочные значения cos/> и/>. Для определения указанныхвеличин необходимо знать активное сопротивление ванны, реактивное сопротивление(Xк ) и активное сопротивление короткой сети (Rк. )
Активное сопротивление ванны:
/> (6)
/> Ом.
Принимаем следующие значения
Хкси Rкс:
/>Ом;
/>Ом.
Электрический коэффициент полезного действия
/> (7)
/>, это хорошосогласуется с ранее принятым значением />
Коэффициент мощности можно приближенно определить извыражения:
/> (8)
/>.
Если не представляется возможность получить заданное (илиболее высокое) значение cosφ, то с целью повышения этой величины для мощных печей применяют установкупродольно-емкостной компенсации (УПК).
5. Линейное напряжение печного трансформатора,соответствующее величине Unф,определяется по формуле:
/> (9)
/> (В).
Учитывая необходимость наличияпониженного при разогреве печи в пусковой период, а также возможность повышениямощности установки, определяем низшее и высшее значения рабочего напряжения изсоотношения: />.
Низшее напряжение />(В).
Высшее напряжение />(В).
Промежуточные значения ступеней напряжения между Uв;Uн„ отличаются на 5-6 вольт.
1.2 Определение геометрических размеров восстановительнойпечи
Для определения геометрических размеров ванны необходимознать размер диаметра электродов.
1. Диаметр самоспекающегося электрода определяется исходя изего теплового баланса. Между током и диаметром электрода (в метрах) установленастепенная зависимость вида: /> (10)
Величины с1 и т (см. Табл. 3), учитывающие вид сплава иусловия теплообмена электродов, получены на основании анализа работыпромышленных печей, имеющих лучшие технико-экономические показатели. Одну изтаких печей принимают за «образцовую».
Таблица 3 Значение коэффициентов с1 и тТип сплава c1 m Снликомарганец 51,5 1,52 Ферромарганец 52,8 1,70 Феррохром 46,0 1,70 Ферросилиций 38,6 1,88
Тогда для ферросилиция
/> или />
Откуда dэпринимаем равным в соответствие с принятым рядом 1200 мм.
В России принят следующий рядсамоспекающихся электродов (мм): 750, 850,1000, 1200, 1400, 1700 и 2000.Ведется разработка электродов диаметром 2400 мм,
Таблица 4 Допустимые значения плотности тока в самоспекающемсяэлектродеПроизводимый продукт j, А/см 2 Ферросилиций 45%-ный до 7,0 Ферросилиций 75%-ный 7,0 Силикохром 50%-иый 7,0 Силикомарганец 6.2 Ферромарганец 7,6 Электрокорунд 4,0 Карбид кальция 6,8 Силикокальций 12,0
Проверяется плотность тока электрода:
/> А/см2,
что меньше допустимой величины (см. Табл. 4).
2. Размеры ванны определяются исходя из геометрическогоподобия проектируемой и «образцовой» печи. В качестве определяющегопараметра принимается размер диаметра электрода. Геометрическое подобие обоихпечей будет соблюдено при равенстве относительных значений
/>; />; />; (11)
(см. рис. 1) и одинаковой величины критерия подобия
/>. (12)
Формула выражает связь диаметра электрода с электрическимипараметрами (Jф и Unф) и физической характеристикой шихты в виде усредненногоудельного сопротивления фазы печи р.
Усредненное удельное сопротивление фазы р зависит отгранулометрического состава шихты, температуры в различных ее слоях и другихфакторов. Таким образом, величина р действительно отражает электрическиесвойства шихтовых материалов, а поэтому с достаточной точностью можно считать,что при одинаковой шихте р «образцовой» печи будет равно рпроектируемой печи.
В качестве «образцовой» печи примем печь с />Wmp= 21000 кВА и следующими характеристиками:сosφ= 0,84 UА=186,6 В Dрэ=3445 мм ηЭ=0,91 JЭ=60830 А Dв=6750 мм Unф=83,2 В dЭ=1300 мм Нв=2450 мм
Если вычертить ванну «образцовой» печи вопределенном масштабе (рис. 1) и определить для нее значения
/>, />,/>
то при dЭ=1400 мм можно определить значения в, f, L проектируемой печи
/>мм,
/>мм,
/>мм.
3. Диаметр ванны на уровне угольных блоков определяется поформуле:
/>, (13)
/> мм.
Диаметр ванны выше угольных блоков можно определить из соотношения:
/> мм. Внутреннийдиаметр кожуха />.
Толщина футеровки стен (/>)выбирается по тепловому расчету с обеспечением на кожухе температуры не выше1500 С. Эти условия реализуются при />= 750мм. Тогда />мм.
4. При определений диаметра распада электродов необходимо:
а) обеспечить равномерный прогрев материалов избежатьвозможности быстрого разгара футеровки;
б) предусмотреть не9бходимое расстояние между токонесущимиэлементами конструкций разных фаз печи. Диаметр распада электродов
/>; (14)
/> мм.
Авторы работы рекомендуют определять Dрэ из соотношения:
/>. (15)
В данном расчете получено: />.
Для печи с вращающейся ванной />мм.
Уменьшение /> дляпечи с вращающейся ванной объясняется тем, что при вращении ванны уменьшаетсяобъем и изменяется форма подэлектродной полости, уменьшается слой вязкого ивысокоэлектропроводного вещества вокруг газовой полости, интенсивнееразрушается карбид кремния и обеспечивается более глубокая и устойчивая посадкаэлектродов в шихту.
5. Определение высоты шахты и глубины погружения электрода вшихту.
Высота шахты Lопределяется условиями фильтрации и конденсации печных газов в слое шихты иконструктивными соображениями
L=l+H+h
где l-расстояние от торца электрода до подины (рис.1): Н — глубина погружения электродов в шихту; h- расстояние от поверхности колошника до верхнего края ванны:Величины l и h для ряда печей и процессов изменяются в следующих пределах: l=600-900 мм и h=100-200 мм.
Глубина погружения электродов в шихту (Н) оказываетсущественное влияние на работу печи. От нее зависит скорость схода шихты,фильтрация печных газов (содержащих пары восстановленного окисла и пыль), атакже механическое давление столба шихты на поверхность подэлектродногопространства. Для нормальной работы печи все эти факторы должны быть увязаны сэлектрическими параметрами установки (/> идр.).
Оценочные подсчеты фильтрации позволили получить зависимостьмежду величиной Н, линейной скоростью схода шихты (Vсх) и коэффициентом В, зависящим от запыленности газа ихарактера процесса.
/>
Для печей с Wmp=20 мВА при бесшлаковом процессе В=160/Н и
/>м/мин
Тогда минимальное значение
/>/> и Н=0,93 м.
/>
Рис.1Расчетный эскиз ванны круглой рудовостановительной печи: 1-угольные блоки, 2-огнеупорная кладка
Однако из опыта работы действующих печей глубина погруженияэлектродов в шихту при выплавке ФС45 не менее 1200 мм, а в случае ФС75 Н≥1300 мм. Полагая, что в проектируемой печи будет выплавляться не только ФС45,но и ФС75, следует иметь Н ≥1300 мм.
Из выражения Н=L -1 — h. Принимая l= 600мм и h= 100 мм, получим Н =2260 — 600 -100 =1560мм.
Исследования, проведенные профессором И.Т. Жердевым ссотрудниками, показывают, что на развитие физико-химических процессов в ваннеферросплавной печи и технико-экономические показатели производства оказываютсущественное влияние форма и размер газовой полости, характер распределениятока и расположения активной зоны электроводов по отношению к угольнойфутеровке стен печи. В этой связи важно иметь вполне определенную высотуугольной обстановки h1. (Рис.1).
Согласно />мм.
Толщина подины на мощных печах составляет около 2 м. Подизготовляется из следующих материалов (см. рис. 2): '
1.Асбест30 мм
2. Шамотная крупка80 мм
3. Шамотный кирпич на плашку530 мм
4. Угольные блоки и подовая масса 1360 мм
Итого2000 мм
/>
Рис. 2 Схема устройства футеровки пода печи: угольные блоки;2 – шамотный кирпич; 3- шамотная крупка; 4 – асбест листовой
Таким образом, высота печи />мм.
Врезультате проведенного расчета получены следующие параметры печи РКЗ-33:
Wтр=16500кВА; Wa=14850 кВт;Wпол=13365кВт;
Unф=75,87В;JЭ=58,7 кА; dЭ=1200мм;
Dв=6060мм;dв=6030 мм;Dк=7530мм;
Dрэ=3200мм;L=2260 мм; Н=1560 мм;LП=3200мм.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАФИНИРОВОЧНЫХЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ
В рафинировочных печах осуществляется производствобезуглеродистого феррохрома, мало- и среднеуглеродистого ферромарганца иферрохрома, металлического марганца и других сплавов. Отличительной чертойпроцессов производства является их периодический характер, в печи расплавляетсяшихта, происходит восстановление окислов металлов другим металлом (например,кремнием) и после необходимых технологических операций сливается металл и шлак.Печи имеют, как правило, магнезитовую футеровку и при выплавке сплавов с низкимсодержанием углерода работают на графитированных электродах.
Расчет энергетических параметров Печей периодическогодействия следует вести с учетом обеспечения максимально быстрого плавленияшихты в период расплавления.
В качестве примера произведем расчет основных размероврафинировочной печи с суточной производительностью 10 тонн малоуглеродистогоферрохрома.
2.1 Определение электрических параметров рафинировочной печи
1. Мощность трансформатора определяется по формуле (1). Дляпечей, работающих периодическим процессом, можно принять следующие значениякоэффициентов
/> и />: k1=0,92; k2=0,92;k3=0,98; />=0,93
При удельном расходе электроэнергии
/> кВА.
Принимаем Wmp=2500кВА. При этом фактическая производительность будет σ = 15 тонн/сутки.
2. Полезная мощность печи
/>
Принимая произведение />;получим
Wпол = />кВт.
3. Полезное фазовое напряжение (рабочее)
/>.
Из таблицы 3 значение коэффициентов с=17 и n=0,25.
Тогда />В.
4. Линейное напряжение на выводах трансформатора
/> В.
Для рафинировочного процесса производства феррохромадостаточно иметь 5-7 ступеней напряжения, причем в первый период быстрогопроплавления шихты напряжение должно быть
/>В.
Тогда интервал напряжений печного трансформатора будет равен
/> или 180-270 В.
5. Линейный ток в электроде (максимальный)
/> А.
6. Рабочий ток в электроде
/> А.
7. Диаметр графитированного электрода определяем подопустимой плотности тока j = 10A/см2
Из определения следует, что
/>
/>
откуда
/>см.
Принимаем электроды диаметром 300 мм.
8. Сопротивление ванны
/> Ом.
9. Проверяем значение /> и/>:
/> Ом
/>; {/> Ом
/>
Тогда произведение /> отличаетсяот принятого примерно на 2%, и не требует пересчета.
2.2 Определение геометрических параметров рафинировочной печи
При выборе диаметров распада электродов и ванны расчетследует вести по максимальным допустимым мощностям на соответствующую площадьповерхности ванны. Удельные мощности для различных процессов приведены в табл.5.
1. Диаметр ванны. Принимаем комбинированную форму ванны,состоящую из нижней цилиндрической и верхней конической частей с углом наклонав 45°(см. рис. 3).
/>
Рис. 3 Форма ванны рафинировочной печи
Мощность приходящаяся на площадь пода,
/> кВа/м2 ( табл.5)
/>м.Таблица 5 Удельные поверхностные мощности, выделяющиеся в ванне печейпериодического действияТип процесса Удельная мощность, кВА/м2 на площадь распада на площадь ванны Безуглеродистый феррохром 4400-4500 2000-2400 Рафинированный феррохром 4400-4500 580-620 Рудоизвестковый расплав 4300-4500 2000-2200 Малоуглеродистый ферромарганец 1350-1750 420.450 Электрокорунд 1400-1500 380-400 Металлический марганец 1350-1750 420-450
2. Диаметр распада электродов
/> м.
Отношение Dрэ:dЭ=900:300= 3, что хорошо согласуетсяс практикой действующих печей, в которых Dрэ:dЭ =2,8 — 3,66.
3. Расстояние между осями электродов
/>мм.
4. Определение глубины ванны. Цилиндрическая часть ванныдолжна вместить все продукты плавки, т.е. объем ее не должен быть меньше объемаметалла и шлака.
Из расчета шихты определяется составколоши, вес и объем продуктов плавки.
Примерный состав колоши
Хромовая руда (50% Cr2O3)
Силикохром (50% Si) 700 кг
Известь (90% CaO) 1800кг
При работе с проплавлением трех колош указанного состава весметалла и вес шлака /> кг,
/> кг.
Объем металла
/> м3.
Объемшлака
/> м3.
Объем продуктов плавки.
vm=vм+vш=0,428+3,12=3,548 м3.
Рм и Рш — плотность металла и шлака; 61,68 кг сплава полученоиз 100 кг хромовой руды, а в колоше 1600 кг руды.
Высота цилиндрической части ванны
/> м.
Объем конической части ванны (vк) определяется из предположения одновременной загрузки двухколош
/>м3,
где G — вес составляющих колоши;
γр; γсх;γu — насыпной вес руды, силикохрома иизвести.
Объем конической части ванны
/>.
Поскольку угол наклона огнеупорной кладки стен принят равным45°, диаметр верхней части ванны
/>.
Если подставить значение /> ввыражение для vк, то получим hк=0,61 м.
Глубина ванны
hв=hц+hк=0,61+0,64=1,25 м.
5. Диаметр верхней части ванны
/> м.
6. Диаметр кожуха
/>.
Толщину верхней части ванны принимаем из практических данных
/>мм.
Приняв /> мм, Dк= 3800+2. 200=4200 мм.
7. Высота печи
/>.
Толщина пода />печей,выплавляющих рафинированный феррохром, составляет 1250-1300 мм. Принимая/>=1250 мм, получим высоту печиНп=1250+1250=2500 м.
В результате расчета получены следующие параметры печи:
Wmp=2500 кВА;WП=2250 кВт;Uпол=117 В;
UЛ=225 В;Jp=6410A;dЭ=300 мм;
Dв=2650 мм;Dрэ=900мм;/>мм;
hв=1250 мм;Dк=4200мм; НП=2500 мм.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Д.Я. Поволоцкий,В.А.Кудрин, А.Ф. Вишкарев Внепечная обработка стали Москва «Мисис» 1995.
2. В.И. Явойский Теорияпроцессов производства стали. 2-е издание, дополненное и переработанное Издательство«Металлургия» Москва 1967.
3. МУ. к выполнениюконтрольных заданий и курсового проекта по курсу «электрометаллургия стали иферросплавов» для студентов очного и очно-заочного обучения специальности110100-«Металлургия черных металлов» Составитель Вечер В.Н. Липецк 1999.
4. В.Г.Воскобойников, В.А. Кудрин, А.М. Якушев Общая металлургия Москва «Металлургия»1985.