ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИНТЕНСИВНОСТИ НАГРЕВА МЕТАЛЛА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПЕЧНЫХ АГРЕГАТОВ
1 ФБГОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет» В статье даются разъяснения к применению зависимости коэффициента интенсивности нагрева (kи.н) металла от тока электрода с целью обеспечения оптимальных электрических и технологических показателей работы электропечных агрегатов для случаев экранированного и неэкранированного горения дуг. Представлено соспоставление скорости нагрева металла и kи.н для двух указанных случаев. Статья в формате PDF 465 KB дуговая сталеплавильная печьагрегат «печь-ковш»скорость нагрева металлакоэффициент интенсивности нагреваэлектрическая схема замещениярафинировочный шлак 1. Никольский, Л.Е. Тепловая работа дуговых сталеплавильных печей / Л.Е. Никольский, В.Д. Смоляренко, Л.Н. Кузнецов. – М.: Металлургия, 1981. – 320 с. 2. Тулуевский, Ю.Н. Экономия электроэнергии в дуговых сталеплавильных печах / Ю.Н. Тулуевский, И.Ю. Зиннуров, А.Н. Попов, В.С. Галян. – М.: Энергоатомиздат,1987. – 104 с. 3. Смоляренко, В.Д. Энергетический баланс дуговых сталеплавильных печей / В.Д. Смоляренко, Л.Н. Кузнецов. – М.: Энергия, 1973. – 88 с.
Известно, что основным технологическим показателем работы электропечных агрегатов (дуговая сталеплавильная печь (ДСП), агрегат «печь-ковш» (АПК)) является скорость нагрева металла. На каждой ступени трaнcформации электрический режим работы агрегата должен быть организован таким образом, чтобы эта величина достигала максимального значения. Скорость нагрева металла зависит от ряда электрических и технологических показателей плавки: тока электрода IЭ, напряжения дуги UД, степени заглубления дуги в металл, наличия и толщины слоя шлака hШ в плавильном прострaнcтве.
Установлено, что имеется примерно пропорциональная зависимость между т.н. коэффициентом интенсивности нагрева kИ.Н, равным произведению тока дуги на ее мощность, и скоростью нагрева металла vН [1]. Хаpaктер зависимости kИ.Н от тока электрода носит экстремальный хаpaктер, поэтому легко определить такую величину IЭ, при которой kИ.Н примет максимальное значение. Для определения kИ.Н необходимо составить схему замещения электрической части электропечного агрегата. Поскольку применение kИ.Н оправдано только тогда, когда дуги, экранированные или неэкранированные шлаком, горят над жидким металлом (стадии окисления и рафинировки), схема замещения может быть принята линейной и однофазной, т.к. в этом случае несимметрия и несинусоидальность токов и напряжений в питающей сети выражены настолько, что возможно пренебречь данными явлениями. На рис. 1,б) представлена данная схема замещения, в ней сопротивление RШ.Y, моделирующее ответвление части тока электрода в шлак, учитывается при коэффициенте экранирования дуги kЭ.Д > 1, т.е. в случае, когда дуга экранирована шлаком по всей длине и имеется непосредственный контакт между шлаком и электродом. Для неэкранированных дуг обозначим коэффициент интенсивности нагрева металла как kИ.Н.Н и определим согласно (1):
(1)
Для дуг, экранированных шлаком, с учетом того, что при значительных величинах hШ часть тока электрода ответвляется в шлак, обозначим рассматриваемую величину как kИ.Н.Э и определим согласно (2):
(2)
где RШ.УД.Y – удельное сопротивление слоя шлака единичной толщины (например 1, см).
Если воспринимать зависимость vН = f(kИ.Н) так, как она описана в [1], то получится, что большему значению kИ.Н соответствует большая скорость нагрева металла. Однако более подробные исследования этой зависимости, результаты которых представлены в [2], и наблюдения за работой 330 т. агрегатов «печь-ковш», установленных в Конверторном цехе № 2 ОАО «НЛМК», показали, что при наличии шлака в ковше меньшим значениям kи.н могут соответствовать большие скорости нагрева. Для подтверждения правомерности рекомендаций о поддержании максимума kИ.Н для достижения максимальной скорости нагрева металла согласно (2) был произведен расчет KИ.Н.Э для различных значений тока электрода, а скорость нагрева металла – из решения системы дифференциальных уравнений, описывающих тепловой режим АПК, где первое уравнение будет описывать тепловое состояние металла, а второе – шлака:
(3)
где dQД.М – дифференциал количества теплоты, выделяемого дугой в пределах металла; dQМ.тепл – дифференциал количества теплоты, предаваемого металлу шлаком; k – коэффициент, определяющий долю теплоты, обусловленной электрическим нагревом, в общем количестве теплоты, получаемом металлом и шлаком (согласно [1] при рафинировке на электрический нагрев приходится около 50 % приходной части теплового баланса (остальное обусловлено химическими реакциями и теплотой, вносимой предварительно подогретыми шлакообразующими и присадками)); dQМ – дифференциал теплосодержания металла; dQД.Ш – дифференциал количества теплоты, выделяемого дугой в пределах шлака; dQШ.Рез – дифференциал количества теплоты, выделяемого в шлаке за счет резистивного нагрева; dQШ – дифференциал теплосодержания шлака; dQП.Дн, dQП.Ст, dQП.Кр – дифференциалы потерь тепла конвекцией и излучением через днище, стенки, крышку ковша соответствунно; dQП.Г, dQП.В – дифференциалы потерь тепла с отходящими газами и охлаждающей водой [1, 3].
б
Рис. 1. Схемы замещения электрической части электропечного агрегата: а – поясняющая схема электроснабжения; б – схема замещения для определения kИ.Н:, – линейный ток и фазное напряжение, потрeбляемые печным трaнcформатором из сети; , , , – сопротивления короткого замыкания и холостого хода печного трaнcформатора соответственно; RКС, XКС – сопротивления короткой сети; RШ.Y – сопротивление слоя шлака, приведенное к напряжению дуги; RД – сопротивление дуги. – ток холостого хода печного трaнcформатора; , – ток и напряжение дуги; – ток, протекающий через слой шлака. Все токи, напряжения и сопротивления приведены к вторичному напряжению печного трaнcформатора
Расчет осуществлялся для первых трех ступеней трaнcформации потому, что максимуму kИ.Н.Э на них соответствуют токи, не превышающие допустимых для печного трaнcформатора значений. Результаты этих расчетов представлены на рис. 2. Сопоставление kИ.Н.Э и скорости нагрева металла показало, что на одной ступени трaнcформации при постоянной толщине шлака большим значениям kИ.Н соответствуют большие значения vН.
а)б)в)
Рис. 2. Зависимости скорости нагрева vН металла от коэффициента интенсивности нагрева металла kИ.Н.Н для дуг, экранированных шлаком:а – для первой ступени трaнcформации; б – для второй ступени трaнcформации; в – для третьей ступени трaнcформации.
Необходимо также рассмотреть данную зависимость для случаев, когда дуга горит без экранирования. Исследуемые агрегаты из-за опасности повреждения крышки в таком режиме не работают, поэтому скорость нагрева металла была определена расчетным путем, исходя из того, что металл поглощает 100 % мощности, выделяемой участком дуги, погруженном в него, и 25 % мощности открытого участка дуги за счет отражения на него лучистых потоков от футеровки [1]. Остальные 75 % энергии открытого участка дуги теряются через крышку, с охлаждающей водой и отходящими газами. Исходя из этого, было составлено уравнение теплового баланса:
(4)
где UД.М – падение напряжения на участке дуги в пределах металла, определяемое с учетом того, что градиент напряжения столба неэкранированной дуги равен 1,0 [1]; QМ – теплосодержание металла; QП – тепловые потери конвекцией и излучением через стены и днище ковша; PД.Н – мощность неэкранированной дуги.
Рис. 3. Зависимость скорости нагрева vН.Н металла от коэффициента интенсивности нагрева металла kИ.Н.Н для неэкранированных дуг
Расчет скорости нагрева металла, не экранированного шлаком, осуществлялся для каждой ступени трaнcформации, ток электрода принимался равным соответствующим эксплуатационным значениям. Результаты расчетов скорости нагрева и kИ.Н.Н представлены на рис. 3. Из их анализа можно заключить, что при горении неэкранированных дуг на жидкий металл скорость его нагрева имеет один и тот же хаpaктер зависимости от kИ.Н.Н для всех ступеней трaнcформации.
Можно сделать вывод, что при определении параметров оптимального электрического режима достижением максимума kИ.Н для экранированных дуг следует анализировать работу агрегата на определенной ступени трaнcформации при определенной толщине шлака, а для неэкранированных дуг зависимость vН = f(kИ.Н) можно использовать для всех ступеней трaнcформации.
Работу вычисляют по формуле: dA=FdS или A=FS. Но эта формула применима только для силы вызывающей изменение кинетической энергии тела. Для других сил (трения, упругой деформации, центростремительных) работу нужно вычислять по формуле: , где - импульс силы.
...
28 05 2026 1:59:58
В работе выявлены специфические особенности непрерывной многоуровневой подготовки специалистов в едином педагогическом прострaнcтве « Школа – Колледж – ВУЗ », позволяющие с иной точки зрения подходить к отдельным аспектам модернизации непрерывного образования.
...
27 05 2026 2:49:53
Статья в формате PDF
111 KB...
26 05 2026 5:47:17
Статья в формате PDF
154 KB...
25 05 2026 17:38:48
Статья в формате PDF
216 KB...
24 05 2026 20:30:35
Статья в формате PDF
121 KB...
23 05 2026 16:26:11
Статья в формате PDF
105 KB...
22 05 2026 7:26:30
Статья в формате PDF
118 KB...
21 05 2026 3:49:27
Статья в формате PDF
300 KB...
19 05 2026 3:17:40
Статья в формате PDF
128 KB...
18 05 2026 10:39:13
Статья в формате PDF
90 KB...
17 05 2026 20:30:50
Статья в формате PDF
111 KB...
15 05 2026 22:39:56
Статья в формате PDF
114 KB...
14 05 2026 6:52:52
Статья в формате PDF
103 KB...
11 05 2026 22:47:46
Статья в формате PDF
361 KB...
10 05 2026 17:59:28
Статья в формате PDF 106 KB...
09 05 2026 22:10:26
Проведен анализ поведения 380-летних изменений солнечной активности, температуры, осадков, солнечной радиации, штормистости и СО2. Обнаружена тенденция совпадения всех процессов на ветви роста 400-летних изменений. Показано, что основным фактором климатических изменений на Земле является солнечная активность. Для дальнейших сценариев существования человечества в обозримой перспективе, уже не так важно, что лежит в основе глобального повышения температуры, CO2, осадков … Теперь важно искать пути, как снизить риски глобальных климатических изменений на природу, биосферу и экономику. Важно также оценить факторы положительные экономического развития мирового сообщества в целом и России, в частности, вызванные этими изменениями. Показано, что своевременное отслеживание и прогнозирование изменения активности Солнца и вызванных ею земных явлений позволяют снижать экономические риски и выpaбатывать оптимальную стратегию для предотвращения природных катастроф.
...
08 05 2026 23:12:21
Статья в формате PDF
116 KB...
06 05 2026 9:40:37
Статья в формате PDF
116 KB...
05 05 2026 12:47:49
Статья в формате PDF
131 KB...
04 05 2026 13:51:17
Статья в формате PDF
110 KB...
03 05 2026 5:31:31
Статья в формате PDF 242 KB...
02 05 2026 14:38:30
Статья в формате PDF
140 KB...
01 05 2026 16:25:58
Статья в формате PDF
503 KB...
28 04 2026 23:53:32
Статья в формате PDF
253 KB...
27 04 2026 11:26:39
Уникальные возможности линейных рекуррентных уравнений первого порядка А(n+1) = aA(n) + b позволяют хаpaктеризовать закономерности изменения различных свойств органических соединений (А) не только в пределах локальных групп гомологов, но и одновременно всех рядов с одинаковыми гомологическими разностями. Более того, рекуррентные соотношения применимы к функциям не только целочисленных (число атомов углерода в молекуле), но и равноотстоящих значений аргументов A(x+Δx) = aA(x) + b, (Δx = const). Этот способ аппроксимации проиллюстрирован на примерах температурных зависимостей растворимости различных веществ в воде и даже времен релаксации в высокочастотных полях.
...
26 04 2026 14:40:22
Статья в формате PDF
399 KB...
25 04 2026 2:18:38
Цель: Изучить функцию бронхо-легочного аппарата и клинико-лабораторных показателей в условиях применения противовоспалительных, антиоксидантных и антигипоксантных препаратов.
Материалы и методы: Обследовали 62 больных АС до лечения и на фоне медикаментозной терапии. Провели 10 дневную терапию актовегином в суточной дозе 200 мг (5 мл). Определили клинико-лабораторные показатели и параметры ФВД, ПСВ%.
Результаты: Выявлены изменения клинико лабораторных показателей, параметров ФВД, ПСВ и улучшение этих показателей на фоне терапии актовегином.
Заключение: Лечение антиоксидантными и антигипоксантными препаратами (актовегин) способствует улучшению функциональных проб клиниколабораторных показателей, параметров ФВД, ПСВ, улучшению состояния больных.
...
24 04 2026 11:33:11
Статья в формате PDF
135 KB...
23 04 2026 0:54:22
В статье рассматривается особенность сократовского диалога в контексте идей педагогической антропологии. Методологическим принципом современного педагогического знания является антропологический принцип, и в этой связи диалог как универсальная форма общения участников образовательного процесса приобретает особую значимость. Представлены особенности сократического философского диалога, которые объясняют закономерность выстраивания отношений в системе «человек – человек» в ситуации передачи имеющегося опыта.
...
22 04 2026 14:25:34
В работе приведены результаты применения ГИС технологий в различном масштабе для анализа структуры растительности и влияние антропогенной нагрузки на параметры растительного покрова регионов, в целом, и отдельных сообществ Якутии, в частности. Примененные подходы могут быть использованы в различном масштабе для анализа степени антропогенного пресса территорий и анализа растительности.
...
21 04 2026 12:43:24
При помощи комплекса статистических методик произведено сравнение ряда морфометрических хаpaктеристик разных сроков статической и динамической нагрузок. Выявлен фазный хаpaктер влияния этих факторов. Полученные результаты позволяют предполагать большую дезинеграцию процессов в щитовидной железе при влиянии статической нагрузки.
...
20 04 2026 12:29:23
Статья в формате PDF
268 KB...
19 04 2026 12:18:21
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
