Деловой центр Альянс. Прайс-лист и Тех. информация
Ферросплавы
Графитированные электроды, графит
Комплексные модификаторы и лигатуры

Энергосберегающий электрический режим выплавки силикохрома в печи РКЗ-ЗЗМ2


Н.Ф.Ахметшин, И.И.Барашкин, Н.А.Гущин, В. Г. Подмешальский

Увеличение объема производства силикохрома осуществляется путем реконструкции действующих рудовосстановительных печей (РВП) на большую мощность и ввода новых плавильных: агрегатов высокой единичной мощности.

В начале 1981 г. введена в эксплуатацию и работает на выплавке ФСХ48 РВП типа РКЗ-ЗЗМ2. Она оборудована тремя однофазными трансформаторами мощностью по 13,33 MB.А с 23 ступенями вторичного напряжения от 287 до 147 В. Шаг напряжений между ступенями принят 7 В. Полная мощность сохраняется до 14-й ступени (в диапазоне 287-210 В). Первичное напряжение печного трансформатора - 110 В. Печь оснащена установкой продольно-емкостной компенсации реактивной мощности (УПК). Электропечные трансформаторы установлены на открытой галерее за стеной цеха. Конденсаторные батареи мощностью по 12 MB.А на фазу размещены в отдельно стоящем четырехэтажном здании и включены в цепь обмотки вольтодобавочного трансформатора, выполненного в одном баке с основным печным трансформатором.

Вторичный токоподвод от трансформатора до неподвижных башмаков выполнен 20 медными трубами сечением 60x15 мм, расположенными в два ряда по вертикали. Гибкая часть токоподвода выполнена медными кабелями типа МЕТЭ-1000, собранными в пакеты по 4 кабеля. На каждую полюс-фазу приходится по 10 пакетов. Неподвижные и подвижные башмаки медные, монолитные, водоохлаждаемые. Токоподвод от подвижных башмаков до контактных щек электрододержателя выполнен медными водоохлаждаемыми трубами 60x15 мм. Контактные щеки изготовлены из медного проката, водоохлаждаемые. В каждой щеке подводится две трубы. На полюс-фазу приходится 10 труб. Схема соединения / . Соединение в "треугольник" на вторичном токоподводе выполнено на электродах. Электроды самоспекающиеся диаметром -1,5 м; диаметр распада электродов равен 3,9 м; внутренний диаметр ванны по футеровке 8,8 м, по кожуху 10,8; глубина ванны 3,5 м. Свод металлический, водоохлаждаемый, секционированный. Шихта загружается в печь по труботечкам в кольцевое отверстие вокруг электродов.

В практике производства ферросплавов электрический режим выплавки определяется силой тока и ступенью напряжения электропечного трансформатора. С увеличением мощности печей актуальность выбора оптимального электрического режима повышается, особенно при выплавке энергоемких ферросплавов, к каким относится ферросиликохром.

Эффективное управление плавкой в РВП возможно в том случае, когда основные закономерности процесса представлены в виде математического описания. Для решения этой проблемы в данной работе использован статистический метод активного и пассивного эксперимента, основанный на обработке экспериментальных данных, полученных на действующей печи, методами теории вероятностей и математической статистики. Из параметров электрического режима считается, что активная составляющая напряжения между электродом, в месте входа его в шихту, и подиной ( Uва ) имеет наибольшее технологическое значение1. Для определения Uва при обработке статистических данных работы печи, по записям в технологической карте и печном журнале, использовали следующие величины: производительность G(т.баз/сут); расход активной электроэнергия Ph кВт.ч/сут; расход реактивной электроэнергии Qh квар/ч.сут; напряжение первичное на печном трансформаторе U1 кВ; рабочая ступень напряжения печного трансформатора Uн В ; время простоев hн , ч.

По приведенным величинам определяли:

  • коэффициент трансформации печного трансформатора на рабочей ступени K-U1ном/Uн.х.х.;
  • время работы печи под током hр=24-hп, ч;
  • силу тока, приведенную к стороне низкого напряжения печного трансформатора (А):

  • удельный расход электроэнергии q=РH/О (кВт.ч/т баз);
  • активную составляющую фазового напряжения на ванне,

    ,
    где cos(Фи) = cos arctg (Qh/ Ph);
    Ню = r-rc /r ; r =Ph/3hp • I22;

  • среднефазовое измеренное активное сопротивление вторичного токопод вода, включая печной трансформатор, при работе на 19-15 ступенях напряжения составляло 0,-14-0,16 мОм.

Обработкой на ЭВМ иМинск-32п статистических суточных данных работы печи при стабильном режиме выплавки на различных ступенях напряжения (с июля 1981 г. по декабрь 1982 г.) получены зависимости удельного расхода электроэнергии ( q ) и суточной производительности ( G ) от активной составляющей фазового напряжения на ванне ( ивa ) в виде параболы второго порядка:

Коэффициенты уравнения, описывающие связь удельного. расхода электроэнергии с ива , равны: Ао=310,330; А1=-7,О19; А2= 0,042. Остаточное среднеквадратическоё' отклонение 2,4 %, индекс корреляции 0,908, т.е. существует надежная связь между рассматриваемыми параметрами. Коэффициенты уравнения, описывающие связь производительности с ива составляют: Ao=-1860,36 A1 = 46,543 ; A2 = -0,271. Остаточное среднеквадратическое отклонение 2,25%, индекс корреляции равен 0,953. Связь рассматриваемых параметров надежная. Максимальная производительность и минимальный удельный расход электроэнергии (рис. I) не совпадают по шкале напряжений. Минимальный удельный расход электроэнергии 18,43 1%ж/т находится в диапазоне напряжений Uва = 82,5-84 В. Производительность изменяется с 134,1 до 135,9 т/сут. При Uва =87 достигается максимальная производительность 138 т/сут и удельный расход электроэнергии составляет 19,12 ГДж/т.


Рис. I. Зависимость производительности G , удельного расхода электроэнергии q от напряжения на ванне Uba печи мощностью 33 MB*А при выплавке ФСХ48
Рис. 2. Изменение полезного напряжения на ванне Uba в зависимости от напряжения питающей сети Щ на рабочих ступенях (I - 17, 2 - 18, 3-19) напряжения при номинальном токе


Для жесткого поддержания электрического режима выплавки 48%-ного силикохрома с минимальным удельным расходом электроэнергии необходимо разницу напряжений между ступенями иметь не более 1,5-2 Б. На печном трансформаторе шаг между ступенями напряжения равен 7 В. Поэтому переключением ступеней печного трансформатора (в зависимости от напряжения питающей сети) возможно поддерживать ива в диапазоне 80-86 В (рис. 2). Тогда среднее значение удельного расхода электроэнергии составит 18,65 ГДж/т.

Напряжение питающей сети изменяется в диапазоне 1I0-II8 кВ. Для обеспечения режима минимального удельного расхода электроэнергии в зависимости от напряжения питающей сети на мощности 33 MB.A необходимо работать:
U1 < 113,5 кВ на 17-й ступени напряжения;
U1 ≥ 11З, 5-119,5 кВ на 18-й ступени напряжения;
U1 > 119,5 кВ на 19-й ступени напряжения.

Средняя активная мощность печной установки при работе на токе 104,6 кА составляет 30,64 МВт. Суточный съем электроэнергии составят 2647 ГДж.

По данным технического отчета выплавки ФСХ48 в печи РКЗ-ЗЗМ2 (таблица) активная мощность на печи Б 1982 г. в сравнении с 1981 г. повысилась на 20 % и достигла 31,2 Шт. Лучшие показатели по удельному расходу электроэнергии достигнуты в июле-августе 1981 г. ив мае 1982 г. при работе печи с электрическим режимом, близким к оптимальному.

В РВП мощностью 33 MB.А выплавка ФСХ48 в режиме максимального удельного расхода электроэнергии осуществляется при активной составляющей напряжения на ванне ива, равной 82-84 В я силе тока в электроде Ю4-105 кА при принятых условиях шихтовки и обслуживания печи.

Таблица

Год,
месяц
Номин.
суток
Фактич.
суток
Использ.
мощность
МВт
Выплавка
в факт.
сутки
баз.т
Удельный расход электроэнергии
кВт.ч/баз.тГДж/баз.т
1981 год
Июнь2927.4226.2116.4540919.47
Июль30.5829.1525.8118.8521918.79
Август2624.1927.2123.8527318.98
Сентябрь29.324.0427.5116.9565020.34
Октябрь30.1629.4926.8117.7546519.67
Ноябрь29.228.6829.8117.2611022.00
Декабрь2623.3227.8124.9571920.59
1982 год
Январь30.6730.1630.1122.8588121.17
Февраль2726.430.8127.9579820.87
Март3129.9831.2126.4593321.36
Апрель2924.7430.5141.6587421.15
Май2924.7430.5141.6517718.64
Июнь3026.2929.1126.3551819.86
Июль3125.730123.8554319.95
Август3130.4930.9128.6578220.81
Сентябрь3028.5630.6127.2578220.81
Октябрь2726.0830.5126.9576620.76
Ноябрь3029.2131.2125.0599321.57
Декабрь3027.2230.1128.8561020.20

© 2003–2016 «Деловой центр «Альянс»
Адрес: Россия, 454080, г. Челябинск, ул. Худякова, 17
Тел./факс: (351) 260-70-97, 260-70-87, 261-33-66
E-mail: ferro-alliance@chel.surnet.ru, Реквизиты