злитка.
Коефіцієнт заповнення злитка:
, (14)
де n - кількість електродів, n=1;
sед - площа перерізу електрода, м2;
sсл - площа поперечного перерізу злитка, м2
; (15)
м2;
Виходячи з цього визначаємо:
Зазор між стінкою кристалізатора і електродом становить:
Визначаємо довжину оплавлятися частини електрода:
,
Повна довжина електрода:
, (16)
де lо - довжина недогарка (50 мм); інв. г - довжина інвентарної головки (1,5 м).
Маса електрода:
mед=dт · Vед, (17)
де Vед - обсяг електрода, м3.
mед=7,8 · 5,4 · 0,071=3,005 т
Кратність шлаку (kшл) при ЕШП відповідає 2 ... 5% від маси зливка, тобто маса шлаку mшл становить, т:
(18)
т
При цьому обсяг шлакової ванни (м3) без електрода дорівнює:
, (19)
де з - щільність рідкого шлаку різного хімічного складу (для АНФ - 1П)
м3.
З зануреним електродом
, (20)
де - площа поперечного перерізу n електрода, м2;
hед - заглиблення електрода в шлакову ванну, м;
hшл - глибина (висота) шлакової ванни з зануреним електродом, 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 електрода і дзеркалом рідкометалевий ванни щоб уникнути виникнення дугового розряду:
(22)
Верхня межа нерівності (21) визначається максимально допустимим заглибленням hед електрода в шлакову ванну:
(23)
Використовуючи формулу (20) знайдемо:
Використовуючи формулу (20) знайдемо глибину шлакової ванни з зануреним електродом:
Довжина кристалізатора:
lкр=lсл + hшл +? l (24)
де? l - конструктивний розмір кристалізатора (? l=0,15 м).
lкр=2,07+ 0,29+ 0,15=2,52 м
За формулою (12) визначаємо верхнього перетин кристалізатора:
Висота установки визначається за формулою:
(25)
.
5.2 Розрахунок теплового балансу печі ЕШП
Тепловий баланс шлакової ванни складається з наступних статей витрат тепла:
Ршл=Рпол + РСЛ + Рст + Рісп.шл + Різл.шл + Різл.ед, (26)
де Рпол - тепловий потік, що передається від шлаку електроду, який витрачається на нагрів, плавлення і перегрів металу над точкою плавлення і є корисним теплом, кВт;
РСЛ - тепловий потік, що передається від шлаку через ванну рідкого металу зливка, кВт;
РСТ - тепловий потік, відвідних від бічної поверхні шлакової ванни, через гарнісажу, в стінку кристалізатора, кВт;
Рісп.шл - тепловий потік, що втрачається при випаровуванні шлаку, кВт;
Різл.шл - тепловий потік, випромінюваний з неекранованої електродом поверхні шлакової ванни, кВт;
Різл.ед - тепловий потік, випромінюваний з поверхні.
Визначення корисної потужності.
підлогу=Pпол ед + Pпол кш + Pпол в=Qm · Wу.т, (27)
де Pпол ед - потужність, що витрачається на плавлення електрода, кВт; підлогу кш - потужність, що витрачається на перегрів краплі рідкого металу в шлаку;
Pпол в - потужність, що витрачається в жидкокристаллической ванні на перегрів металу, кВт; - масссовая швидкість переплаву витрачається електрода, кг/с; у.т - питома теоретичний витрата енергії, кДж/кг.
Питома теоретичний витрата енергії:
у.т=Ст.ср · (Тс - тy) +? ф + Сж.ср · (Тв - Тл), (28)
де Ст.ср - середня питома теплоємність металу в твердому стані, МДж/т · К;
Сжср - середня питома теплоємність металу в рідкому стані, МДж/т · К;
? ф - прихована теплота фазового переходу, МДж/т;
Тс - температура солідуса, К;
Т л - температура ліквідусу, К;
тy - температура поверхні витрачається електрода, К;
Тв - температура металу в рідкому стані, К.
Приймаємо:
Ст.ср=0,55 МДж/(т · К) [3];
Сж.ср=0,75 МДж/(т · К) [...
