- Fел)? (Тпов) 4, (37)
де?- Постійна випромінювання абсолютно чорного тіла, Вт/(м2 · К4);
? шл - ступінь чорноти шлаку;
(Fкр - Fел) - площа тепловіддачі поверхні, м2;
Тпов - температура поверхні шлаку.
Приймаємо:
? =5,67? 10-8 Вт/(м2 · К4);
? шл=0,7 [3];
(Fкр - Fел)=0,196 - 0,071=0,125м2 [3];
Тпов=2 048 К [3].
Тоді:
Різлі шл=10-3? 0,7? 5,67? 10-8? 0,125? 20484=87,28 кВт.
Потужність випромінювана поверхнею електрода, кВт:
Різлі ел=10-3? ? ст? ? ? Fел? (Тпов) 4, (38)
де Fел - поверхня витрачається електрода, м2;
Тпов - температура поверхні електрода, К;
? ст - ступінь чорноти сталі.
Приймаємо:
? ст=0,8;
Тпов=700 К; ед=0,071 м2.
Тоді:
Різлі ел1=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,071? 202,3174=0,005 кВт;
Різлі ел2=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,071? 239,6434=0,011 кВт;
Різлі ел3=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,071? 291,0574=0,023 кВт;
Різлі ел4=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,071? 367,3694=0,059 кВт;
Різлі ел5=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,071? 494,8024=0,193 кВт;
Різлі ел6=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,071? 755,3664=1,049 кВт.
Потужність, що втрачається при випаровуванні шлаку, кВт:
, (39)
де q - прихована теплота випаровування, кДж/кг;
?- Кількість шлаку, яка випаровується за плавку, яка складає ~ 3% від загальної ваги шлаку, кг.
Приймаємо:=7000 кДж/кг;
? =3,6 кг.
Тоді:
Тепловий баланс шлакової ванни знаходимо за формулою (27):
Ршл1=177,42 +4,723 +379,6+ 29,3 + 87,28 + 0,005=678,328 кВт;
Ршл2=174,15 +4,723 +379,6+ 29,3 + 87,28 + 0,011=675,064 кВт;
Ршл3=169,65 +4,723 +379,6+ 29,3 + 87,28 + 0,023=670,576 кВт;
Ршл4=162,96 +4,723 +379,6+ 29,3 + 87,28 + 0,059=663,922 кВт;
Ршл5=151,80 +4,723 +379,6+ 29,3 + 87,28 + 0,193=652,896 кВт;
Ршл6=128,97 +4,723 +379,6+ 29,3 + 87,28 + 1,049=630,922 кВт.
Таблиця 4 - Результати розрахунку теплового балансу
ПріходРасход678,328кВт% Корисна мощность177,42026,160Мощность, передана зливка від шлака4,7230,700Мощность, що передається від шлакової ванни на стінки крісталлізатора379,60055,958Поток випромінювання з поверхні шлака87,28012,870Поток випромінювання з поверхні електрода0,0050,001Мощность, теряемая при випаровуванні шлака29,3004,320678,328Мощность, що виділяється в шлакової ванне678,328100
5.3 Розрахунок електричних параметрів ЕШП
Визначення активного електричного опору шлакової ванни.
, (40)
де;
;
k3=1
? шл - питомий опір шлаку, для флюсу АНФ - 1П
? шл=1,8 мОм · м;
dкр - еквівалентний діаметр кристалізатора, в даному випадку (dкр) екв=Dср.кр== 0,45.
Тоді активне електричний опір дорівнюватиме:
Визначення електричних параметрів.
Розрахуємо робочий струм печі, кА:
(41)
Розрахуємо робочу напругу на шлакової ванні, В:
Uшл=Iшл · Rшл; (42)
Uшл1=18,80 · 1,92=36,10 В;
Uшл2=18,75 · 1,92 =36,00 В;
Uшл3=18,69 · 1,92=35,89 В;
Uшл4=18,60 · 1,92=35,71 В;
Uшл5=18,44 · 1,92=35,41 В;
Uшл6=18,13 · 1,92=34,81 В.
Активне електричний опір Rед, мом:
, (43)
де? т - питомий електричний опір витрачається електрода, Ом? м;
? т=f (10880; Тед);
? т1=9? 10-8 Ом? м, при Тед=202,317 К;
? т2=9,5? 10-8 Ом? м, при Тед=239,643 К;
? т3=10? 10-8 Ом? м, при Тед=291,057 К;
? т4=14? 10-8 Ом? м, при Тед=367,369 К;
? т5=20? 10-8 Ом? м, при Тед=494,802 К;
? Т6=50? 10-8 Ом? м, при Тед=755,366 К.
lед - змінна довжина витрачається електрода, м;
sед - площа поперечного перерізу електрода (Sед=0,071 м2).
Еквівалентна глибина проникнення електромагнітного поля в матеріал витрачається електрода, м:
, (44)
де f - частота струму (промислова частота струму 50 Гц);
(? r) ед - відносна магнітна проникність металу електрода.
, (45)
де Нед - напруженість магнітного поля біля поверхні електрода, А/м;
Пед - довжина кола поперечного перерізу витрачається електрода, м.
Знаходимо відносну магнітну проникність:
Тоді еквівалент...
