на глибина проникнення електромагнітного поля:
Визначаємо поправочні коефіцієнти:
kп1=f (101,50)=5,83; kб1=1;
kп2=f (98,90)=5,68; kб2=1;
kп3=f (96,43)=5,54; kб3=1;
kп4=f (72,00)=4,14; kб4=1;
kп5=f (59,08)=3,40; kб5=1;
kп6=f (35,07)=2,02; kб6=1.
Тоді активне електричний опір за формулою (43) буде:
,
що становить 80,77% від початкового значення Rед.
Індуктивний опір Хед, мом:
Хед=2 ??? f? [Lc + Lв + (n? Cos ???) ік], (46)
де f - частота струму, f=50 Гц;
Lc - власна індуктивність електроду, Гн:
(47)
Lв - внутрішня індуктивність електроду, Гн:
(48)
Тоді індуктивний опір визначається за формулою (45)
Повний електричний опір ланцюга, мом:
; (49)
Вторинна напруга трансформатора, В:
U2=Iшл? Zi; (50)
U2-1=18,80? 2,01=37,79 В;
U2-2=18,75? 1,99=37,31 В;
U2-3=18,69 · 1,98=37,01 В;
U2-4=18,60? 1,97=36,64 В;
U2-5=18,44? 1,96=36,14 В;
U2-6=18,13? 1,95=35,35 В.
Побудова графіка електричного режиму.
Електричний режим ЕШП повинен бути диференційованим, що пов'язано з різними енергетичними стадіями переплаву - розігрівом витрачається електрода і формуванням металевої ванни, робочої стадією і виведенням усадочноюраковини; зі зміною електричних параметрів вторинного токоподвода у міру оплавлення витрачається електрода, зі зміною ентальпії витрачається електрода, що викликає необхідність зниження корисної потужності, що генерується в шлакової ванні за законом Джоуля-Ленца.
Дані для побудови графіка диференційованого електричного режиму ЕШП наведені в таблиці 5.
Таблиця 5 - Дані для побудови графіка диференційованого електричного режиму ЕШП
№Переменние велічіниlед, мТед, КRед, мОмXед, мОмWут, кДж/кгPпол, кВтPшл, кВтRшл, мОмU2,В16,9202,3170,0590,361215,210177,420,0051,9237,7925,9239,6430,0530,311192,814174,150,0111,9237,3134,9291,0570,0450,261161,966169,650,0231,9237,0143,9367,3690,0370,211116,179162,960,0591,9236,6452,9494,3660,0320,161039,719151,800,1931,9236,1461,55755,3660,0320,12883,380128,971,0491,9235,35
Загальний час електрошлакового переплаву
Час для виведення усадочноюраковини 40 хв.
Будуємо графіки зміни електричного режиму по ходу переплаву.
?, ч
Рис. 1 - Графік зміни потужності, що виділяється в шлакової ванні
?, ч
Рис. 2 - Графік зміни ступені вторинної напруги трансформатора
?, ч
Рис. 3 - Графік зміни сили струму
5.4 Розрахунок матеріального балансу плавки
Для розрахунку матеріального балансу необхідно знати довжину сплавляється частини електрода, яка дорівнює 5,4 м і масу сплавляється частини електрода, яка дорівнює 3 005 кг.
Хімічний склад електрода, призначеного для ЕШП, представлений в таблиці 6.
Таблиця 6 - Хімічний склад електрода
У відсотках
ЭлементСSiMnCrSPNiCuNi+CuСодержание1,00,250,230,420,0150,0200,200,150,40
При електрошлакового переплаву відбувається окислення елементів, при цьому кожен метр поверхні стали приєднує 25 г кисню. Мається наступний шлях доставки кисню до поверхні металевої ванни: окислення поверхні електрода киснем повітря, далі переходу окалини в шлак при плавленні електрода і доставка кисню до кордону рідкого металу:
FeO2? FeO? (FeO)? [FeO]
Визначення кількості утворюється окалини FeO
, (51)
де S - площа поверхні одного електрода, м2.
S =, (52)
де - довжина сплавляється частини електрода, м.
S=3,14 · 0,3 · 5,4=5,09м2.
Тоді згідно з формулою
г
Для утворення такої кількості FeO знадобиться кисню:
, (53)
де S - площа поверхні електрода, м2.
mO=25 · 5,09=127,5 г
Тоді окислиться заліза:
(54)
mFe=343,4 - 76,4=267 г
Окалина приплавленні переходить в шлак, де вона витрачається на окислення елементів по реакції:
(FeO) + [R]? [Fe] + (RО)
Тобто залізо повертається в рідку металеву ванну. Кінцевий вміст FeO у флюсі АНФ - 1П
, (55)
де mшл - маса шлаку, кг
г
перейде в злиток заліза:
, (56)
