хунок сторін верхнього і нижнього перетинів кристалізатора
, (11)
де а о.кр.н - діаметр нижнього перетину кристалізатора, м.
м.
, (12)
де ао.кр.в - діаметр верхнього перетину кристалізатора, м;
l кр - довжина кристалізатора, м.
Визначення числа і геометричних параметрів витрачаються електродів
Обираю монофілярную піч типу Р - 951УШ.
Довжина оплавлятися частини електрода:
, (13)
де k з сл - коефіцієнт заповнення злитка.
Коефіцієнт заповнення злитка:
, (14)
де n - кількість електродів, n=1;
s ед1 - площа перерізу одного електрода, м 2;
s сл - площа поперечного перерізу злитка, м 2
, (15)
м2,
Виходячи з цього визначаю:
Зазор між стінкою кристалізатора електродом становить:
Визначу довжину оплавлятися частини електрода:
Приймаються довжину оплавлятися частини електрода lед.опл=4,2 м.
Повна довжина електрода:
, (16)
де l про - довжина недогарка (1,5 м).
Маса електрода:
m ед=d т · V ед, (17)
де V ед - обсяг електрода, м 3.
m ед=7,8 · 4,2 · 0,047=1,528 т.
Кратність шлаку (k шл) при ЕШП відповідає 2 ... 5% від маси зливка, тобто маса шлаку m шл становить:
(18)
т.
При цьому обсяг шлакової ванни (м3) без електродів дорівнює:
, (19)
де - щільність рідкого шлаку різного хімічного складу (для АНФ - 6)
м3
З зануреними електродами
, (20)
де - площа поперечного перерізу n електродів, м2;
hед - заглиблення електродів в шлакову ванну, м;
hшл - глибина (висота) шлакової ванни з зануреними електродами, м;
sкр - площа поперечного перерізу кристалізатора, м2.
З урахуванням електрофізичних особливостей процесу ЕШП величина hшл повинна відповідати умові:
(21)
Нижня межа нерівності визначається необхідним відстанню h між торцем електродів і дзеркалом рідкометалевий ванни щоб уникнути виникнення дугового розряду:
(22)
Верхня межа нерівності (21) визначається максимально допустимим заглибленням hед електродів в шлакову ванну:
(23)
Використовуючи формулу (20) знайду:
Використовуючи формулу (20) знайду глибину шлакової ванни з зануреними електродами:
Довжина кристалізатора:
l кр=l сл + h шл +? l (24)
де? l - конструктивний розмір кристалізатора (? l=0,15 м).
l кр=1,58+ 0,13+ 0,15=1,86 м.
За формулою (12) визначу верхнє перетин кристалізатора:
Висота установки визначається за формулою:
(25)
.
5.2 Розрахунок теплового балансу монофілярной одноелектродні печі ЕШП.
Тепловий баланс шлакової ванни складається з наступних статей витрат тепла:
Р шл=Р підлогу + Р сл + Р ст + Р ісп.шл + Р ізл.шл + Р ізл.ед, (26)
де Р пол - тепловий потік, що передається від шлаку електроду, який витрачається на нагрів, плавлення і перегрів металу над точкою плавлення і є корисним теплом, кВт;
Р сл - тепловий потік, що передається від шлаку через ванну рідкого металу зливка, кВт;
Р ст - тепловий потік, відвідних від бічної поверхні шлакової ванни, через гарнісажу, в стінку кристалізатора, кВт;
Р ісп.шл - тепловий потік, що втрачається при випаровуванні шлаку, кВт;
Р ізл.шл - тепловий потік, випромінюваний з неекранованої електродом поверхні шлакової ванни, кВт;
Р ізл.ед - тепловий потік, випромінюваний з поверхні
Визначення корисної потужності
підлогу=P підлогу ед + P підлогу кш + P підлогу в=Q m · W у.т, (27)
де P підлогу ед - потужність, що витрачається на плавлення електрода, кВт; пол кш - потужність, що витрачається на перегрів краплі рідкого металу в шлаку;
P підлогу в - потужність, що витрачається в жидкокристаллической ванні на перегрів металу, кВт; m - масова швидкість переплаву витрачається електрода, кг/с; у.т - питома теоретичний витрата енергії, к...
