Розрахунок продуктивності печі

ВИБІР ТА РОЗРАХУНОК ЗАГАЛЬНОГО

ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ

ФЕРОСПЛАВНИХ ЦЕХІВ

Вибір плавильного агрегата

Вихідними даними при проектуванні феросплавних цехів е: вид феросплаву, його марка, загальна продуктивність цеху та технологічні особливості виробництва сплаву.

При визначенні сортамента сплавів, які виробляються у проектному цеху або цеху, який реконструюють, обмежуються одним видом феросплаву, мінімальною кількістю марок та, головне, однотипністю процесів за відновлювачем, який використовуємо, та виду джерела тепла.

При проектуванні цеху необхідно враховувати, що водному приміщенні неможна установлювати одночасно рудовідновлювальні, рафінувальні печі, тиглі та осередки для алюмінотермічних та силікотермічних процесів.

Наприклад, при проектуванні цеху по виробництву феромарганцю не бажано планувати у одному цеху виробництво високо- та низькофосфористого сплаву та ні в якому разі не можна поєднувати виробництво високо- та середньовуглецевого феромарганцю.

При виробництві низькофосфористого феромарганцю застосовується додатково малофосфористий шлак (МФШ), а для сплаву з підвищеним фосфором МФШ не застосовується. Не можна допускати спільне дроблення та складування різних за фосфором марок сплаву. Виробництво високовуглецевого та середньовуглецевого феромарганцю здійснюється відповідно у рудовідновлювальних та рафінувальних печах, що визначає абсолютно різні вантажопотоки та об'ємно-планувальні рішення цехів.

Таким чином, вибір плавильних агрегатів та їх компонування у одному цеху визначаються не тільки видом сплаву, але й маркою. Так при виробництві феросиліцію з вмістом до 65% кремнію, застосовуються закриті печі різної потужності до 63 МВ*А, а феросиліцій з вмістом більш 75% кремнію, виплавляється тільки у відкритих печах обмеженої потужності.

У табл. 3.1 та 3.2 приведений тип печей, їх характеристика та рекомендований вид сплаву, для якого вони застосовуються.

Розрахунок продуктивності печі

Продуктивність феросплавної печі безперервної та періодичної дії визначається, головним чином, встановленою потужністю застосованого на печі трансформатора та розраховується для рудовідновлювальних та рафінувальних печей за загальними формулами.

Добова продуктивність печі

, (3.1)

де 24 - кількість годин за добу;

W - встановлена потужність трансформатора, кВ А;

- коефіцієнт потужності трансформатора, коливається у межах 0, 9 - 0.96;

А - питома витрата електроенергії. кВт*год/т, вибирається з практичних даних;

к_р- коефіцієнт, який враховує простої печі (капітальний, планово попереджувальний ремонти) та коливання електричного режиму (табл. 3.3).

к_р = k₁+k₂+k₃, (3.2)

де к₁ - коефіцієнт завантаження трансформатора за потужністю, який дорівнює 0, 9-0, 96;

к₂ - коефіцієнт використання трансформатора за часом, приймається рівним 0, 94-0.98;

к₃- коефіцієнт, який враховує нерівномірність напруги у мережі, який дорівнює 0, 99.

При реконструюванні існуючих та проектуванні нових цехів для виробництва відомих феросплавів питому витрату електроенергії необхідно приймати за мінімально досяжну по галузі (заводу), враховуючи тип печі та потужність трансформатора.

Продуктивність печі за рік визначаємо за формулою

(3.3)

де - фактичний час роботи печі за рік, діб.

(3.4)

де - календарний час, 365 діб;

- загальний час простоїв, діб;

- тривалість холодних простоїв, діб;

- тривалість гарячих простоїв, діб;

- номінальний час роботи, діб.

Таблиця 3.1 – Характеристика основних типів рафінувальних феросплавних електропечей

Тип електропечі	Вид феросплаву	Потужність трансформатора, МВ	Активна потужність електропечі, МВт	Напруга на низькій стороні, В	Максимальна сила струму на електроді, кА	Розміри ванни, м3	Глибина ванни, м	Діаметр, м
електроду	Розпаду електродів
РКО-2, 5 Н2	Ферохром низько- та середньо-вуглецевий (ГОСТ 4557-79)	2, 5	2, 3	89-178	13, 0		1, 20	0, 45	1, 2-1, 4
Феромарганець низько- та середньовуглецевий (ГОСТ 4755-80)
Марганець металевий (ГОСТ 6008-75)
РКО-3, 5 Н03	Ферохром низько- та середнтовуглецевий	3, 5	3, 2	260-371	7, 1		1, 10	0, 35	1, 0
РКО-4, 5 Н01	Рудновапновий розплав для виробництва рафінованого ферохрому	4, 5	4, 2	89-178	20, 3		1, 34	0, 40	1, 0-1, 3
РКЗ-10, 5 РР-Н1	16, 5	10, 5	162, 5-255	36, 0		2, 34	0, 555	1, 75

* У чисельнику – зовнішні розміри (по кожуху), а у знаменнику – внутрішні.

Таблиця 3.2 – Характеристика основних типів рудовідновлюючих феросплавної електропечей

Вид феросплаву	Тип елекропечі	Потужність трансформатора, МВ	Активна потужність електропечі, МВт	Напруга на низькій стороні, В	Максимальна сила струму на електроді, кА	Розміри ванни, м3	Глибина ванни, м	Діаметр, м
електроду	Розпаду електродів
Феросиліцій (ГОСТ 1415-78):	РКО-16, 5 М02	16, 5	15, 0	130-204			2, 3	1, 2	2, 8-3, 0
РКО-22 И1	22, 0	17, 0	127-240			2, 3	1, 2	3, 0
ФС90
ФС75
ФС65	РКЗ-16, 5 Н9	16, 5	15, 0	130-204			2, 8	1, 2	3, 1
ФС45	РКЗ-24 М1	24, 0	22, 0	127-240			2, 6	1, 4	3, 4
ФС25	РКЗ-33 М2	40, 0	36, 0	142-282			3, 5	1, 5	3, 9
ФС20	РКЗ-63 И1	81, 0	58, 0	180-320			5, 0	1, 9	5, 4
Ферохром високовуглецевий (ГОСТ 4757-79)	РКЗ-16, 5 Н07	16, 5	14, 5	130-204			2, 3	1, 2	2, 9-3, 0
РКЗ-33 М1	40, 0	30, 0	140-282			3, 85	1, 5	4, 35
Феросилікохром (ГОСТ 11861-77)	РКЗ-16, 5 Н08	16, 5	14, 5	130-204			2, 2	1, 2	2, 9-3, 0
РКЗ-33 М2	40, 0	30, 0	142-282			3, 5	1, 5	3, 9
Феромарганець вуглецевий (ГОСТ 4755-78)	РПЗ-48 М2	63, 0	58, 0	137-238, 5	111, 84		4, 5	3, 0х0, 75	3, 3
РПЗ-63 И1	63, 0	58, 0	228-170-148	119, 2		4, 5	3, 0х0, 75	3, 6
Силікомарганець (ГОСТ 4756-77)	РКЗ-16, 5 Н11	16, 5	15, 0	130-204			2, 8	1, 2	3, 1
РПЗ-48 М2	63, 0	58, 0	137-238, 5	111, 84		4, 5	3, 0х0, 75	3, 3

* У чисельнику – зовнішні розміри (по кожуху), а у знаменнику – внутрішні.

Таблиця 3.3 – Коефіцієнти для розрахунку продуктивності рудовідновлювальних та рафінувальних електропечей

Таблиця 3.4 – Норми часу роботи елекропічних агрегатів при виплавці сплавів кремнію, хрому, марганцю, кальцію

Номінальний час роботи в залежності від виду виплавляємого сплаву, його марки, застосовуваного пічного агрегата та режиму його роботи змінюється від 340 до 355 діб (табл. 3.4). Найменший час відповідає роботі рафінувальних та надпотужних рудовідновлювальних печей у закритому та герметичному режимах. Тривалість гарячих простоїв
коливається від 0, 5 до 1, 5 календарного часу, причому найбільша їх величина приймається для рафінувальних печей періодичної дії.

Кількість печей.

, (3.5)

де П_цта П_п- продуктивність цеху та печі відповідно (т/год).

При виборі кількості печей необхідно виходити з установки у одному цеху, кількістю печей кратного двом, обмежуючись при цьому 4-8 печами. Кількість печей кратна двом вибирається з міркувань, що на дві печі звичайно встановлюється одна розливальна машина, дві печі можна обслуговувати одним дозувальним пунктом шихтоподачі.