м2;
Fб=(((0,317 · 4) + (0,310 · 4))/2) · 0,13=0,16 м2
Тоді згідно з формулою (35):
кВт
Потужність випромінювана поверхнею шлаку, кВт:
, (36)
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
(Fкр - Fед)=0,130 - 0,047=0,083м2
Тпов=2 048 К
Тоді:
Різлі шл=10-3? 0,7? 5,67? 10-8? 0,083? 20484=57,91кВт
Потужність випромінювана поверхнею електродів, кВт:
Різлі ел=10-3? ? ст? ? ? Fел? (Ту) 4, (37)
де Fел - поверхня витрачаються електродів, м2;
Тпов - температура поверхні електрода, К;
? ст - ступінь чорноти сталі.
Приймаємо:
? ст=0,8; ед=0,047 м2.
Тоді:
Різлі ел1=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,047? 202,324=0,004 кВт,
Різлі ел2=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,047? 266,914=0,011 кВт,
Різлі ел3=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,047 · 381,944=0,045 кВт,
Різлі ел4=10-3? 0,8? 5,67? 10-8? 0,047? 658,664=0,398 кВт.
Потужність, що втрачається при випаровуванні шлаку, кВт:
, (38)
де q - прихована теплота випаровування, кДж/кг;
?- Кількість шлаку, яка випаровується за плавку, яка складає ~ 3% від загальної ваги шлаку, кг.
Приймаємо:=+8290 кДж/кг,
? =0,9 кг.
Тоді:
Тепловий баланс шлакової ванни знаходимо за формулою (27):
Р шл1=97,84 + 4,75 + 202,25 + 8,68 + 57,91 + 0,004=371,430 кВт,
Р шл2=95,05 + 4,75 + 202,25 + 8,68 + 57,91 + 0,011=368,647 кВт,
Р шл3=90,08 + 4,75 + 202,25 + 8,68 + 57,91 + 0,049=363,714 кВт,
Р шл4=78,13 + 4,75 + 202,25 + 8,68 + 57,91 + 0,398=352,115 кВт.
Таблиця 4 - Результати розрахунку теплового балансу
ПріходРасход371,825 кВт% Корисна мощность97,83726,31Мощность, передана зливка від шлака4,7471,28Мощность, що передається від шлакової ванни на стінки крісталлізатора202,25254,39Поток випромінювання з поверхні шлака57,91415,58Поток випромінювання з поверхні електрода0,3980,11Мощность, теряемая при випаровуванні шлака8,6762,33371,825Мощность, що виділяється в шлакової ванне371,825100
5.3 Розрахунок електричних параметрів ЕШП
Визначення активного електричного опору шлакової ванни
, (39)
де;
;
k3=1
? шл - питомий опір шлаку; для флюсу АНФ - 6? шл=3,1 мОм · м;
акр - еквівалентний діаметр кристалізатора, в даному випадку (акр) екв=аср.кр=0,36
Тоді активне електричний опір дорівнюватиме:
Визначення електричних параметрів
Розрахуємо робочий струм печі, кА:
(40)
Розрахуємо робочу напругу на шлакової ванні, В:
U шл=I шл · R шл (41)
U шл1=7,839 · 6,045=47,385 В,
U шл2=47,207 В,
U шл3=46,890 В,
U шл4=46,136 В.
Активне електричний опір R ед, мом:
(42)
де kп - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив поверхневого ефекту;
;
kб - коефіцієнт, що враховує близькість витрачаються електродів і рівний 1,0;
? т - питомий електричний опір витрачаються електродів, Ом? м;
? т=f (13Х11Н2В2МФ; Тед)
? т1=40? 10-8 Ом? м, при Тед=202,32 К;
? т2=46? 10-8 Ом? м, при Тед=266,91 К;
? т3=58? 10-8 Ом? м, при Тед=381,94 К;
? т4=84? 10-8 Ом? м, при Тед=658,66 К.
lед - змінна довжина витрачається електрода, м;
sед - площа поперечного перерізу електрода (Sед1=0,047м2).
Еквівалентна глибина проникнення електромагнітного поля в матеріал витрачається електрода, м:
, (43)
де f - частота струму (промислова частота струму 50 Гц);
(? r) ед - відносна магнітна проникність металу електрода.
, (44)
де Нед - напруженість магнітного поля біля поверхні електрода, А/м;
Пед - довжина периметра поперечного перерізу витрачаються електродів, м.
Знаходимо відносну магнітну проникність:
Тоді еквівалентна глибина проникнення електромагнітного поля:
Визначаємо поправочні коефіцієнти:
kп1=f (57,12)=4,89; kб1=1,0;
kп2=f (53,35)=4,57; kб2=1,0;
kп3=f (47,66)=4,08; kб3=1,0;
kп4=f (39,88)=3,41; kб4=1,0.
