По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 669.168.3:621.365.2

Конструктивные технические решения повышения активного сопротивления ванны ферросплавной электропечи (Продолжение статьи)

Шкирмонтов А.П. канд. техн. наук, ИД «Панорама», г. Москва, E-mail: aps-panor@yandex.ru

На основании исследований и опыта выплавки ферросплавов в электропечах приведены варианты технических решений по совершенствованию конструкций электропечей, которые позволяют повысить активное сопротивление ванны и улучшить энерготехнологические параметры выплавки. Рассмотрены варианты комбинированной футеровки ванны печи из электропроводных и малоэлектропроводных огнеупоров; способы снижения высоты угольной футеровки стен ванны печи; технологии вдувания в печь природного газа и пара через полые самообжигающиеся электроды; конструкции электропечей с уменьшенной площадью проводящей подины (с треугольной ванной, копильником). В результате повышается рабочее напряжение и коэффициент мощности печи, снижается отношение тока электрода к рабочему напряжению.

Литература:

1. Шкирмонтов А.П. Первое электрометаллургическое производство ферросплавов в России // Электрометаллургия. – 2010. – № 10. – С. 45-47.

2. Дашевский Я.В. Электрические печи для руднотермических процессов //Труды Первой Всесоюзной конференции по ферросплавам. – М.-Л.: ОНТИ. – 1935. – С. 41 -75.

3. Розенберг В.Л., Бруковский И.П., Нехамин С.М., Фридман Г.Б. Основные показатели выплавки ферросилиция в печах низкой частоты // Новая технология и техническое перевооружение ферросплавного производства: Тематический сборник. – Челябинск: Металлургия. – 1989. – С. 71 - 75.

4. Близнюк Д., Кравченко П., Балашов С. и др. Применение печей ультранизкой частоты для выплавки ферросплавов //[ Эл. ресурс ] / Режим доступа: www.fhot.kpi.ua/news/date/ labours_infacon2015.pdf (дата обращения: 04.11.2016.). – С. 15-16.

5. Емлин Б.И., Гасик М.И. Справочник по электротермическим процессам. – М.: Металлургия. – 1978. – 288 с.

6. Власенко В.Е., Зельдин В.С., Ткаченко В.Ф. Особенности технологии производства ферросплавов в электропечах постоянного тока // Экспресс-информация. – М.: Черметинформация. – 1971. – Сер. 5. – № 1. – 12 с.

7. Ахметшин Н.Ф., Кадарметов Х.Н., Сычёв В.А. и др. Настоящее и будущее ферросплавной электропечи // Производство ферросплавов: Тематический сборник. – Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство. – 1972. – Вып. 1. – С. 36-39.

8. Безобразов С.В., Смоляков А.И., Ахметшин Н.Ф., Решетов О.И. Выплавка ферросплавов в печи постоянного тока // Производство ферросплавов: Тематический сборник. – Челябинск: Металлургия. – 1991. – С. 7-12.

9. Gelgenhuys I.J. Aspec t of DC chromite smelting at Mintek – an overview // Proccedings of the Thirteenth In-ternational ferroalloys congress. – Almaty, Kazahkstan: Infacon XIII. – 9-12 Jule 2013. – P. 149-156.

10. Sager D., Grant D., Stadler R., Schreiter T. Low cost ferroalloys extraction in DC-arc furnace at Middleburg Ferrochrome // Proccedings of the Twelfth International Ferroalloys Congress Sustainable Future. – Helsinki, Fin-land: Infacon. – XII. – 6-9 June 2010. – P. 803-814.

11. Privalov O., Abdulabekov Ye., Nurmukhanbetov Zh., Kospanov M., Mussabekov Zh. Adjustment of high carbon ferrochrome composition in DC furnaces // Proccedings of the Thirteenth International ferroalloys congress. – Almaty, Kazahkstan: Infacon. - XIII. – 9-12 Jule 2013. – Р. 109-114.

12. Попов А.Н., Нехамин С.М., Фридман М.А. и др. Руднотермические печи выпрямленного тока как энергосберегающие агрегаты // Электрометаллургия. – 1998. – № 1. – С. 11-16.

13. Нехамин С.М., Фридман М.А., Щербинин В.И., Костюк В.И., Артёменко С.В., Шевченко Е.В. Плавка кремния в руднотермической печи на выпрямленном токе // Цветные металлы. – 2000. – № 2. – С. 60-63.

14. Нехамин С.М. Руднотермические печи постоянного тока для ферросплавного производства // Сталь. – 2008. – № 6. – С. 43-47.

15. Машьянов В.Г., Саньков С.А., Ковалёв В.Г. и др. Украинские дуговые печи постоянного тока – прорыв к ресурсосберегающим технологиям в металлургии // Металл и литье Украины. – 2008. – № 2. – С. 16-19.

16. Венгин С.И., Чистяков А.С. Технический кремний. – М.: Металлургия. – 1972. – 206 с.

17. Чумарова И.В., Шкирмонтов А.П. Применение плазмы в производстве ферросплавов: Обзор по системе «Информсталь». – М.: Черметинформация. – 1989. – Вып. 16. – 15 с.

18. Павлов В.В., Помещиков А.Г., Безруков И.А., Малышев С.Н. Плазменная шахтная руднотермическая печь нового поколения // Электрометаллургия. – 2010. – № 1. – С. 13-17.

19. НПП «ЭПОС»: Плазменные руднотермические печи // [ Эл. ресурс ] / Режим доступа: http://www. epos-nsk.ru/equipment/1/(дата обращения: 13.04.2012).

20. Mac Rae D.R. Plasma-arc technology for ferroallloys. Part II // Proccedings of the VI-th International ferroalloys congress. – Cape Town, South Africa: Infacon. - VI. – 8-11 March 1992. – P. 21-35.

21. Chrome takes the plasma route // Metal Bulletin Monthly. – 1986. – N 188. – P. 25, 29.

22. Slatter D. , Barcza N.A., Curr T.R., Maske K.U., McRae L.B. Technology for the production of new grades and type of ferroflloys using thermal plasma // Proceedings of the 4-th International ferroalloys congress. – Sao Paulo, Brazil, Rio de Janeiro, Brazil: Infacon. – IV. – 31 August - 3 September 1986. – P. 191-204.

23. Anonymous. A world fi rst - the DC plasma arc furnace, SA Mech // Engineering. – 1989. – V. 39. – May. – P. 223-229.

24. Hütter U. Refractories and conductive bottom design for DC-arc furnaces, system ABB // RadexRundschau. – 1992. – V.2 - 3. – P. 83-95.

25. Ford M., Oosthuizen J.F. The production of ferrochromium in a 40 MVA DC plasma furnace // Proccedings of the VII-th International ferroalloys congress. – Trondheim, Nor way : Infacon. – VII. – 11-14 June 1995. – P. 263-271.

Перспективным альтернативным решением считали питание печей токами пониженной частоты для улучшения коэффициента мощности, а также использование постоянного тока.

Следует отметить, что на первом ферросплавном заводе в России печи работали на токе с частотой 25 Гц для меньших потерь электроэнергии в короткой сети [1]. Данная частота тока была в 2 раза ниже промышленной частоты тока в 50 Гц. Во Франции с этой целью ферросплавные печи работали с частотой тока 15 Гц. Аналогичный опыт имелся в Норвегии при выплавке ферросплавов в электропечах [2]. В данном случае печь работала на повышенном напряжении, при некотором увеличении сопротивления ванны. Благодаря снижению частоты тока, уменьшаются индуктивные потери и индуктивное падение напряжения на участке короткой сети. В результате печь работает с более высоким коэффициентом мощности.

На Запорожском заводе ферросплавов (Республика Украина) на базе ферросплавной печи мощностью 24 МВ·А с использованием тиристорных преобразователей (3 х 8 МВ·А) была проведена выплавка 45 %-ного ферросилиция на токе пониженной частоты - 12,5 Гц в течение 20 суток. По сравнению с выплавкой на токе с частотой 50 Гц коэффициент мощности увеличился с 0,82 до 0,91. В среднем удельный расход электроэнергии снизился на 2,8 % с 4760 до 4625 кВт·ч/т. Однако снизилась активная мощность печи с 19,4 до 17,1 МВт (- 11,9 %) и сила тока электрода с 72 до 62 кА [3].

Также на Запорожском заводе ферросплавов (Республика Украина) реконструирована печь переменного тока РКО-7,4 (мощность 7,4 МВ·А, частота тока 50 Гц) на печь с источником тока с частотой 0,001-0,1 Гц. Печь использовалась для переплава фракционных отходов производства. Изменение частоты тока осуществлялось с помощью трехфазного реверсивного преобразователя. В качестве шихты использовали: отсевы ферросиликомарганца марки МнС17 фракции 0-10 мм; металлоотходы от выплавки фракции 0-100 мм; пылекоксовые окатыши, которые были получены на основе материалов с фильтров пылегазоочистки и отходов рассева коксика. Печь работала на самообжигающихся электродах диаметром 600 мм при напряжении 139-175 В. В результате реконструкции активная мощность печи снизилась с 5,6 до 5,5 МВт (-1,8 %), и максимальная сила тока возросла с 25,5 до 30 кА. Печь работала как периодическим, так и непрерывным процессом с закрытой дугой. Непрерывный процесс более экономичен. Так, по сравнению с выплавкой на частоте тока 50 Гц, при выплавке на токе пониженной частоты, увеличились: производительность печи с 44,5 до 45-51 т/сут; расход электродов с 8,65 до 11,4 кг/т и удельный расход электроэнергии с 860 до 880-920 кВт·ч/т. Снизились технологические потери марганца с 6,4 до 4,0 % и продолжительность плавки с 4,0 до 3,0-3,5 час. [4].

Для Цитирования:
Шкирмонтов А.П., Конструктивные технические решения повышения активного сопротивления ванны ферросплавной электропечи (Продолжение статьи). Электроцех. 2017;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала