Ферросплавные электропечи, работающие углеродотермическим процессом при выплавке ферросилиция, феррохрома, ферромарганца, являются весьма мощными потребителями электроэнергии при единичной мощности печных трансформаторов от 10 до 81 МВ·А.
Основными задачами повышения эффективности производства являются более рациональное использование энергетических и материальных ресурсов, а также более точная и объективная оценка энерготехнологических параметров печного агрегата. Так, рудовосстановительный процесс является весьма энерго- и материалоемким. Например, величина удельного расхода электроэнергии при выплавке 1 т ферросплава в 10–15 раз выше, чем при выплавке 1 т стали в дуговых печах.
Традиционная практика определения общего КПД ферросплавной печи [1] учитывает лишь величины теплового и электрического КПД:
где: ηэл – электрический КПД;
ηт – тепловой КПД печи.
В данном случае такой параметр не в полной мере характеризует работу печного агрегата.
Для сравнения параметров рудовосстановительных, в том числе ферросплавных, электропечей была предложена комплексная величина, которая получила название – критерий электрического подобия (ЭП). В общем виде, в соответствии данными работы [2], критерий электрического подобия печи может быть представлен в выражении (2):
где: Uп.ф. – полезное фазное напряжение печи;
dэ – диаметр электрода;
Iэ – сила тока в электроде;
– удельное сопротивление ванны печи.
В связи с тем что критерий электрического подобия печи и удельное сопротивление ванны трудно разделить в связи со сложностью определения последнего, ранее использовали сравнение печей по величине
Тогда критерий электрического подобия рудовосстановительной ферросплавной печи приобретал форму выражения (3):
где: RB – сопротивление ванны печи.
В большей степени критерий электрического подобия нашел применение для расчета рабочего напряжения при проектировании новых ферросплавных печей традиционных конструкций.