Методическое пособие Расчет электрошлаковых печей для производства специальных сталей и сплавов

• 1 слайд

  
  ГБПОУ «КМК»
  
  методическое пособие
  Расчет электрошлаковых печей для производства
  специальных сталей и сплавов
  преподаватель профессионального цикла специальности 150401 ШиловА М.В.
  2015г
  

• 2 слайд

  ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ
  Общими целями работы являются расширение и углубление специальных теоретических познаний студента, приобретения опыта их практического приложения и расчетно-конструкторских навыков, а также опыта использования справочной и иной специальной технической литературы, составления и оформления расчетно-пояснительной записки, чертежей и т.п.
  при выполнении расчетной работы студент должен научиться:
  - критически анализировать литературу по теме работы;
  - определять наиболее оптимальные конструктивные, электротехнические и технологические параметры печи;
  - производить необходимые технологические и конструкторские расчеты с использованием новейших литературных данных;
  - делать правильные обобщения и выводы;
  - оформлять расчетно-пояснительную записку и иллюстрационный материал;
  - выступить с докладом о проделанной работе.
  
  

• 3 слайд

  Состав и содержание курсового проекта
  курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части.
  пояснительная записка должна содержать основные расчеты и краткие пояснения к ним, а также связанные с проектным технологическим проектом или конструкцией вопросы технологии и методики проведения проектируемых работ. пояснительная записка выполняется компьютерным способом.
  объем пояснительной записки не должен превышать 20-25 страниц (из расчета машинного текста).
  в пояснительной записке указывается литература, использованная при выполнении курсового проекта.
  графическая часть состоит из чертежей, схем, диаграмм и др. чертежи должны быть выполнены по правилам, установленным стандартами ЕСКД и ЕСТД, в системе компас. графическая часть не должна превышать одного-двух листов бумаги формата а1 (гост 2.201 -68).
  общие требования по оформлению пояснительной записки
  пояснительная записка к курсовому проекту должна быть оформлена в соответствии с требованиями гост 2.105-95.
  пояснительная записка должна состоять из разделов, подразделов, пунктов и подпунктов. построение пояснительной записки выполняется в следующей последовательности:
  -титульный лист;
  -задание на проектирование;
  -содержание;
  -разделы, последовательно включающие разработку вопросов технологии, конструирования, организации и экономики производства, техники безопасности и других вопросов, определяемых индивидуальным заданием для каждого студента в зависимости от специальности;
  -список используемой литературы.
  
  

• 4 слайд

  
  Электрошлаковый переплав-относительно простой по технологической и конструктивной схеме,
  является сложным по протекающим физико-химическим процессам.
  Высокая эффективность ЭШП объясняется тем, что он осуществляется
  при высокой температуре шлака и металла. Благодаря этому интенсивно протекают
  окислительно-восстановительные реакции и рафинирование металла от неметаллических включений.
  Как и при других сталеплавильных процессах, эти реакции протекают при взаимодействии шлака
  с атмосферой и металлом. Следовательно, реакции ЭШП необходимо рассматривать в системе
  газ — шлак — металл.
  Отличительной особенностью ЭШП являются:
  отсутствие футеровки, применение фторидных шлаков с низким содержанием окислов кремния,
  железа, марганца и других непрочных окислов, развитая поверхность контакта переплавляемого
  металла со шлаком, высокие температуры процесса. Все это способствует тому, что условия протекания
  физико-химических процессов при ЭШП приближаются к равновесным. Это благоприятствует наиболее
  полному протеканию процессов рафинирования от неметаллических включений и газов, десульфурации и удаления легкоплавких примесей.
  
  

• 5 слайд

  
  
  
  Подготовка печи ЭШП фирмы INTECO к плавке в коротком кольцевом кристаллизаторе
  
  Установка короткого кольцевого кристаллизатора в печь ЭШП
  
  
  
  - до подъема короткого кольцевого кристаллизатора в станцию плавления головка печи должна быть повернута в позицию обслуживания.
  

• 6 слайд

  до подъема кольцевого кристаллизатора в станцию плавления поверхность стенки медной трубки и медный фланец на нижней части должны быть проверены на повреждения и деформацию.
  
  - очистите подключение для воды на кристаллизаторе
  

• 7 слайд

  - очистите подключение для воды на станции плавления и проверьте уплотнения на повреждения.
  

• 8 слайд

  - установите короткий
  кольцевой кристаллизатор
  в станцию плавления
  и зафиксируйте его.
  

• 9 слайд

  
  
  - до начала установки затравки и сегментов для хорошей подгонки следует очистить их от грязи и шлака от газового резака.
  базовая плита должна быть проверена на повреждения и неровности.
  для хорошего контакта поверхность медной базовой плиты должна быть очищена от грязи.
  

• 10 слайд

  - проверьте футеровку поддона на ослабленные кирпичи.
  

• 11 слайд

  - установите затравку.
  
  

• 12 слайд

  - если затравка была смонтирована правильно, положите сегменты на базовую плиту и расклиньте их.
  
  

• 13 слайд

  Когда затравка и сегменты очищены и правильно смонтированы, переместите тележку слитка в позицию плавления при помощи удаленного управления. закройте зажимы тележки слитка при помощи удаленного управления.
  Переместите тележку слитка вверх при помощи удаленного управления пока она не остановится автоматически.
  

• 14 слайд

  Во время перемещения тележки слитка на последнем участке до соприкосновения с коротким кольцевым кристаллизатором, скорость тележки понизится. Между тиглем, сегментами и затравкой не допускается никакого зазора!
  

• 15 слайд

  Загрузка электрода в загрузочный рукав.
  
  Для загрузки первого электрода навесным краном:
  Переместите загрузочный рукав в верхнюю позицию.
  Переместите выдвижной рукав в верхнюю позицию.
  Поднимите электрод в загрузочный рукав, используя устройство подъема ниппеля.
  Установите 1‐й электрод во внутреннюю позицию загрузочного рукава.
  Застрахуйте ниппель с электродом перемещая выдвижной рукав к позиции разгрузки.
  

• 16 слайд

  Очистите контактную область ниппеля
  

• 17 слайд

  переместите электрод и тележку колпака в верхнюю позицию удаленным управлением.
  опускайте тележку колпака до достижения позиции замены.
  поверните загрузочный рукав до позиции плавки, нажимая на джойстик.
  убедитесь, что нет никакого столкновения с тележкой электрода при зажиме ниппеля!
  переместите выдвижной рукав в позицию загрузки удаленным управлением.
  отцентрируйте зажим электрода удаленным управлением.
  
  

• 18 слайд

  
  
  Откройте зажим электрода,
  зажим электрода опустится и
  захватит конец ниппеля.
  

• 19 слайд

  Для хорошего контакта сильноточных поверхностей ниппель и медный фланец должны быть очищены и не повреждены.
  
  
  
  
  
  
  Закройте зажим электрода.
  
  

• 20 слайд

  поверните загрузочный рукав в загрузочную позицию удаленным управлением.
  переместите колпак защитного газа в соответствующую позицию для фиксации ниппеля.
  застрахуйте блокирующее устройство для колпака защитного газа.
  очистите уплотнительную поверхность колпака защитного газа.
  опустите электрод в короткий кольцевой кристаллизатор на расстоянии примерно 200 мм к затравке удаленным управлением.
  
  Для проведения теста открытия реле электрод не должен касаться затравки!
  

• 21 слайд

  Отцентрируйте
  
  первый электрод
  
  в коротком кольцевом
  
  кристаллизаторе.
  
  

• 22 слайд

  очистите верхнюю поверхность короткого кольцевого кристаллизатора и проверьте уплотнение на повреждения.
  убедитесь, что высокоточные контакты не повреждены и очистите их до закрытия колпака защитного газа.
  откройте устройство блокировки до перемещения колпака защитного газа.
  закройте колпак защитного газа, используя удаленное управление.
  закройте сильноточные зажимы.
  
  печь готова для тестирования.
  
  

• 23 слайд

  Загрузка, или инструкция по подготовке:
  
  если имеется уровень 2, то инструкция
  появится от уровня 2.
  если уровня 2 нет, то все необходимые
  данные должны быть записаны в полях.
  все важные параметры для переплавки
  должны быть занесены в инструкцию.
  

• 24 слайд

  запустить всех необходимые агрегаты:
  
  - воду на охлаждение
  - систему пылеудаления
  - защитный газ
  - гидравлику
  
  

• 25 слайд

  Для загрузки необходимых данных
  в систему
  печь должна быть
  в «режиме предплавления»
  
  
  удерживайте „shift „ и нажмите
  на „enter premelt“, чтобы войти
  в режим предплавления
  

• 26 слайд

  теперь поле “enter premelt” желтое, а
  данные занесены в систему автоматики
  

• 27 слайд

  введите в полях вес ниппеля
  

• 28 слайд

  До начала плавления должно быть проведено
  «тестирование открытия цепи», за это время (например, 120 сек.)
  трансформатор будет настроен на начальное напряжение.
  Для начала тестирования открытия цепи нажмите “on”
  

• 29 слайд

  электрод должен быть посажен на затравку, чтобы избежать изоляции из-за твердого флюса между электродом и затравкой.
  электрод должен быть посажен на ½ своего веса.
  до заполнения флюсом убедитесь, что электрод касается затравки при помощи проверки веса электрода.
  для переплавки в коротком кольцевом кристаллизаторе должен быть загружен весь флюс в кристаллизатор.
  

• 30 слайд

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Если все необходимые шаги выполнены,
  то основной прерыватель цепи
  может быть включен (“power on”)
  
  
  
  Включите питание нажатием “on”
  
  

• 31 слайд

  
  
  
  
  
  
  
  
  Во время начальной фазы значения напряжения и тока последуют значениям заданной кривой.
  

• 32 слайд

  
  Когда начальная кривая будет закончена, запускаются четыре контроллера, чтобы выдерживать процесс переплавки в хороших условиях:
  - контроллер скорости плавления
  - контроллер колебания
  - контроллер сопротивления
  - контроллер напряжения
  
  Если уровень свободного борта был достигнут, то начинается вытягивание базовой плиты.
  Шаги, время отключения и скорость вытягивания зависят от диаметра кристаллизатора и от скорости плавления.
  Чтобы получить слиток нужного веса, потребуется более одного электрода. По этой причине смена электродов должна выполняться до тех пор, пока не будет переплавлено достаточное количество материала.
  

• 33 слайд

• 34 слайд

  Процесс вывода усадочной раковины необходим, чтобы избежать появления усадочной раковины на верху слитка. Как только достигается нужный вес электрода, запускается процесс вывода усадочной раковины. во время вывода усадочной раковины мощность снижается на определенное время. Кривая вывода усадочной раковины показана для примера.
  

• 35 слайд

  Когда еще осталось время на вывод усадочной раковины, оператор должен выключить питание и поднять электрод над жидким шлаком.
  

• 36 слайд

  После выключения питания данные по
  плавке должны быть сохранены в системе Уровня 2 (если есть) нажатием кнопки “STRG” и на «сохранение данных».
  
  Сохранением данных запускается последующее время охлаждения.
  
  Удерживая “STRG” нажмите
  «сохранение данных» в системе Уровень 2 (если есть).
  

• 37 слайд

  ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ
  Общими целями работы являются расширение и углубление специальных теоретических познаний студента и расчетных навыков, а также опыта использования справочной и иной специальной технической литературы, составления и оформления расчетно-пояснительной записки, чертежей и т.п.
  В общем виде тема расчетной работы формулируется следующим образом: «Расчет электрошлаковых печей для производства специальных сталей и сплавов».
  При выполнении расчетной работы студент должен научиться:
  - критически анализировать литературу по теме работы;
  определять наиболее оптимальные конструктивные,
  электротехнические и технологические параметры печи;
  производить необходимые инженерные и конструкторские
  расчеты с использованием новейших литературных данных;
  - делать правильные обобщения и выводы;
  - оформлять расчетно-пояснительную записку
  и иллюстрационный материал;
  - выступить с докладом о проделанной работе.
  Выполнение расчетной работы проекта может служить
  основой при выполнении дипломных проектов.
  Работа должна включать расчетно-пояснительную записку и графическую часть.
  

• 38 слайд

  РАСЧЕТ ОДНОФАЗНЫХ ПЕЧЕЙ
  1.Определение размеров слитка
  При заданном сечении слитка (средний диаметр Dср) его длину l (рис.3.1) определяют из уравнения: 
  𝒍=(𝟑÷𝟒) 𝐃 ср (1 )
  если плавка производится в квадратных кристаллизаторах, то нужно определить приведенный диаметр, который выбирает из условия равенства площадей квадрата и круга:
  𝑫 пр = 𝒂 𝟎.𝟖𝟖𝟓 (2)
  где a – сторона квадрата:𝒍=(𝟑÷𝟒) 𝐚 𝟎.𝟖𝟖𝟓 (3)
  вес слитка:𝑮= 𝛑 𝐃 𝐜𝐩 𝟐 𝟒 𝒍𝜸(4)
  здесь γ - удельный вес металла.
  

• 39 слайд

  а при заданном весе слитка сначала находят его диаметр:
  𝑫 ср = 𝟑 𝟒𝑮 (𝟑÷𝟒)𝛑𝛄 (5)
  для определения размеров верхнего и нижнего сечений слитка находят:
  𝑫 ср = 𝑫 н + 𝑫 в 𝟐 (6)
  𝑫 н + 𝑫 в 𝟐 = 𝟐 𝟏𝟎𝟎 𝒍(2% минимальная конусность кристаллизатора) (7)
  из уравнений (6) и (7) находим:
  𝑫 в = 𝑫 𝒄𝒑 −𝟎.𝟎𝟐𝒍(8)  
  𝑫 н =𝟐 𝑫 𝒄𝒑 − 𝑫 в (9)
  

• 40 слайд

  3.2. Определениеразмеровкристаллизатора
  
  Длина кристаллизатора (рис.3.1)
  𝒍 к =𝒍+𝑯+ 𝒍 ′ (10)
   
  гдеH – высоташлаковойванны (табл. 1);
  𝒍 ′ – высота , учитывавшаяналичие сальникового уплотнения
  в верхнейчастикристаллизатора, котораяпринимается
  равной150 -200 мм.
  
  Рис.3.1. Параметрыслитка и кристаллизатора:
  1 - шлак; 2 - шлаковыйгарниссаж; 3 - кожух кристаллиза­тора; 4 - слиток;
  5 - меднаягильзакристаллизатора.
  𝑫 кв - верхнийдиаметркристаллизатора;
  𝑫 кн - нижнийдиаметркристаллизатора,
  𝑫 в - верхнийдиаметрслитка;
  𝑫 н - нижнийдиаметрслитка;
  𝒍 - длинаслитка;
  𝒍 к - длинакристаллизатора;
  Н - высоташлака.
  

• 41 слайд

  Размеры верхнего и нижнего сечений кристаллизатора:
  
  Dкн=Dн+2δ(11)
  Dкв = Dв +2 δ (12)
  где δ – толщина шлаковой корочки (гарниссажа). Обычно δ – составляет 2-3 мм.
  Таблица 1
  
  

• 42 слайд

  3.3. Размерыэлектрода
  
  диаметрэлектрода
  𝒅 э =(𝟎,𝟔÷𝟎,𝟕) 𝑫 кв (13) 
  еслиэлектродквадратный, то
  𝒂=𝟎,𝟖𝟖𝟓 𝒅 э (14)
  где𝒂 – сторона квадрата электрода.
  длинаэлектрода: 
  𝒍 э = 𝒍 𝑫 ср 𝟐 𝒅 э 𝟐 + 𝒍 𝟎 (15) 
  где 𝒍 𝟎 -длинанесплавляемойчастиэлектрода (огарка).
  
  

• 43 слайд

  Как правило, электродприваривают к электрододержателю (инвентарная головка). электрододержатель(инвентарная головка) - это штанга определенных размеров, которуюизготовляютизнелегированных, малоуглеродистыхсортов стали (ст 10÷20, и др.). сварку выполняютэлектродом той же марки, что и электрододержатель (инвентарная головка). Огарок оставляют, чтобы не сплавить сварной шов.
  Длинаогарка должнасоставлять ≥ 50 мм;
  ( 𝒍 𝟎 = 700÷1200 мм еслиэлектрод без инвентарной головки )
  Весэлектрода:
    𝑮 э = 𝝅 𝒅 э 𝟐 𝟒 𝒍 э 𝜸 (15.1)
  

• 44 слайд

  3.4. Расчет необходимого количества шлака
  
  Высота слоя шлака при погруженном в ванну электроде обычно равна dэ.
  Вес шлаковой ванны к концу плавки:
  Gш=V γш=πDкв24Hγш (16)
  где γш - плотность шлака (табл.2)
  Таблица 2
  где:
  Т – температура, при которой измерена плотность шлака;
  Тпл – температура плавления шлака;
  α – температурный коэффициент расширения.
  

• 45 слайд

  Плотностьшлака в районе температурызатвердевания (γз) можноопределить по формуле:
  γз= γш+ α (Т– Тпл)(17)
  
  На гарниссажрасходуется ~ 7% от засыпаемогоколичествашлака и ~ 3% теряется за счет его испарения. Тогдасуммарноеколичествошлака на плавку составит:
  𝑮 ш = 𝑮 ш ∙𝟏𝟎𝟎 𝟗𝟎 (18)
  

• 46 слайд

  ё
  3.5. Расчетэлектрическихпараметров установки
  межэлектродноерасстояниеh
  𝒉=𝑯− 𝒅 𝟐 ÷ 𝒅 𝟑 𝟎,𝟖(19)
  электрическоесопротивлениешлаковойванны
  𝑹= 𝒍 −𝟏,𝟕 𝒅 𝑫 в 𝒙 𝑫 в 𝟏+𝟏,𝟓 𝒉 𝑯 𝟐.𝟑 (20)
  гдеR– сопротивлениешлаковойванны, Ом;
  x– электропроводностьшлака, Ом-1·см-1.
  таблица 3. Влияние состава флюса на показатели ЭШП шарикоподшипниковой стали
  

• 47 слайд

  
  электропроводностьможновычислить по уравнениям:
  АНФ−𝟏П: 𝐥𝐧 𝐱 =𝟏.𝟑𝟏𝟐− 𝟏𝟏𝟑𝟓 𝐓 , (22)
  АН−𝟐𝟗𝟏: 𝐥𝐧 𝐱 =𝟒,𝟑𝟔− 𝟕𝟗𝟖𝟎 𝐓 , (23)
  АН−𝟐𝟗𝟐: 𝐥𝐧 𝐱 =𝟔,𝟏𝟔− 𝟏𝟐𝟐𝟎𝟎 𝐓 , (24)
  АНФ−𝟔: 𝐥𝐧 𝐱 =𝟔,𝟖𝟐− 𝟓𝟐𝟑𝟎 𝐓 (25)
  
  

• 48 слайд

  Зависимость электропроводности от температуры
  показана на рис.3.3
  Рис.3.3.Зависимость электропроводности шлаков от температуры / 4 /:
  1 - флюс АНФ-1П;
  2 - флюс АНФ-6 с 5% Na2O;
  3 - флюс АНФ-21;
  4 - флюс типа AНФ-291;
  5 - флюс АНФ-6;
  6 - флюс АН-29.
  

• 49 слайд

  Расчет теплового баланса шлаковой ванны.
  Источником тепла при электрошлаковом переплаве служитшлаковая ванна, где в соответствии с законом Джоуля-Ленца при прохожденииэлектрическоготока через слойшлакавыделяется тепло 𝑸:
  (теплота - этоэнергия, передаваемая при теплообмене, поэтомуонаизмеряется в тех же единицах, как и энергия, например в системе си в джоулях. такжеиспользуютсякалории (1кал = 4,19 дж).
  𝑸=𝟎,𝟐𝟒 𝑰 𝟐 𝑹𝝉=𝟎,𝟐𝟒𝑷𝝉 (26)
  где: P=I2R,
  I – сила тока, А;
  R – сопротивлениешлака, Ом;
  тогда: 𝑷= 𝑰 𝟐 𝑹 𝟏𝟎𝟎𝟎 ,кВт, (27)
  гдеР- электрическаямощность, подводимая к шлаковой ванне, которая, при установившемся («квазистационарном») процессе,расходуется на плавлениеэлектрода, поддержание в расплавленном и перегретомсостояниишлаковой и металлическойванны, потери тепла с водой, охлаждающейкристаллизатор и поддон; потери тепла излучениемшлаковойванны, а также сотходящими газами.
  

• 50 слайд

   Вобщем виде тепловой баланс шлаковойванныможет бытьпредставленследующимуравнением:
  𝑷= 𝑷 э + 𝑷 н + 𝑷 с + 𝑷 сл + 𝑷 ис + 𝑷 рэ , (28)
  где:
  𝑷 э - мощность, расходуемая на плавление электрода, кВт;
  𝑷 н - мощностьтепловыхпотерьизлучением с неэкранированнойэлектродомповерхностишлаковойванны, кВт;
  𝑷 с - мощность, отводимая от боковойповерхностишлаковойванны на стену кристаллизатора, кВт;
  𝑷 сл - мощность, передаваемая на ванну жидкогометалла, кВт;
  𝑷 ис - мощность, теряемая при испарении шлака, кВт;
  𝑷 рэ - мощность, теряемаяизлучением с поверхностиэлектрода, кВт.
  -
  

• 51 слайд

  Полезное тепло, расходуемое на нагревэлектрода до температурыплавления, сообщениеметаллутеплотыплавления и перегрев над точкойплавления:
  𝑷 э = 𝑷 пол =𝟏,𝟏𝟔∙ 𝟏𝟎 −𝟑 𝝎 𝒑+𝒄 𝒕 пер − 𝒕 э , (29)
  где
  p- скрытая теплота плавления. для сталей можнопринятьp = 65ккал/кг;
  с - удельнаятеплоемкость(0,19 ккал/кг град );
  tэ– температура электрода с учетомнагрева его током (300-400), °С
  𝒕 пер – средняя температура перегреваметалла в шлаке, °с (металл в шлакеперегревается на 150-250°С) 𝒕 пер = 𝒕 пл +(𝟏𝟓𝟎÷𝟐𝟓𝟎)0С;
  ω – удельнаяскоростьплавления, кг/ч.
  

• 52 слайд

  удельнуюскоростьплавлениянаходят, используя рис. 3.4 илиуравнение:
  𝝎=𝟎,𝟎𝟏𝟒 𝑫 к , кг/мин(30)
  для квадратного кристаллизатора:
  𝝎=𝟎,𝟎𝟏𝟒 𝑫 кпр , кг/мин(31)
  мощностьтеряемаяизлучением: 
  𝑷 и =𝟏,𝟏𝟔∙ 𝟏𝟎 −𝟑 𝜺𝝈 𝑭− 𝑭 э 𝑻 пов 𝟏𝟎𝟎 𝟒 (32)
  где:
  𝜺 - степеньчернотышлака(принимаетсяравной0,7);
  𝝈 - постояннаяизлучения абсолютно черноготеларавна4,9 ккал/м2ч0к;
  𝑻 пов - температура поверхностишлака, К;
  𝑭, 𝑭 э - площадьсреднегосечениякристаллизатора и электродасоответственно, м2.
  

• 53 слайд

  Необходимо учитывать, что часть тепла, излучаемого
  поверхностью шлаковой ванны, используется полезно,
  обеспечивая предварительный подогрев расходуемого
  электрода в процессе плавки.
  Это тепло учитывается температурой расходуемого электрода
  в уравнении (29).
  
  
  рис.3.4. Скорость плавления электрода в зависимости от диаметра
  кристаллизатора (флюс АНФ-6):
  I – для трехфазных печей;
  II – для однофазных печей.
  

• 54 слайд

  Мощность, отдаваемаястенкамикристаллизатора:
  𝑷 с =𝟏,𝟏𝟔∙ 𝟏𝟎 −𝟑 𝝀 𝑭 б 𝒕 п −𝒕 к 𝝈 , (33)
  где:𝜆 – коэффициенттеплопроводностигарниссажаравен4 ккал/м ч·град;
  𝒕 п - температура плавленияшлака(см. табл.2);
  𝒕 к - средняя температура поверхностишлаковой корочки обычносоставляет600-9000С (дляАНФ-6 следуетбрать7500С);
  𝑭 б - площадьбоковойповерхностишлаковойванны;
  δ – толщина шлакового гарнисажа (2-3 мм) 
  мощность, передаваемая на ванну жидкогометалла от шлака: 
  𝑷 сл =𝟏,𝟏𝟔∙ 𝟏𝟎 −𝟑 𝜶 шл 𝑭 𝒕 ш −𝒕 п , (34)
  где: 𝜶 шл - коэффициенттеплоотдачи от шлакаметаллу ( 𝜶 шл = 4000 ккал/м ч·град).
  

• 55 слайд

  Мощность, теряемая при испарениишлака:
  𝑷 ис = 𝒈 𝑮 ′ 𝟖𝟔𝟎 ,(35)
  здесь 𝑮 ′ = 𝑮 ш ∙𝟑 𝟏𝟎𝟎
  где: 𝒈- скрытая теплота испарения, ккал/кг;
  𝑮 ′ - количествошлака, испаряющегося за плавку, котороесоставляет ~ 3% от общеговесазагружаемогошлака.
  Во фтористых шлаках наиболее летучим компонентом являетсяфтористыйкальций(CaF2) и атмосфера над шлаком в значительной мере будетнасыщенаэтим компонентом. Поэтомуи в уравнении (35) можнопринять𝑔для CaF2. Теплота испаренияCaF2составляет 99 ккал/моль или 1660 ккал/кг.
  Мощность, теряемаяизлучением с поверхностиэлектрода:
  𝑷 рэ =к 𝑫 к 𝟑/𝟐 𝒅 э 𝑫 к 𝟑/𝟐 𝑻 ш 𝑻 п 𝟓/𝟐 (36)
  где: к - коэффициент (для стали к = 102);
  𝑻 ш - температура шлака, К;
  𝑻 п - температура плавленияметалла, К.
  

• 56 слайд

  Температура плавленияприближенноможетбыть найдена по уравнению:
  𝑻 п = 𝟏𝟓𝟐𝟖− к ′ с +𝟐𝟕𝟑,
  где: с-концентрацияэлемента, % вес;
  к ′ - коэффициентудельногоснижениятемпературы.
  Общиепотери в шлаке Р рассчитывают по уравнению (28).
  𝑃= 𝑃 э + 𝑃 н + 𝑃 с + 𝑃 сл + 𝑃 ис + 𝑃 рэ
  Рабочийтокрассчитывают по уравнению(27)
  𝑰= 𝑷∙𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑹
  

• 57 слайд

  рассчитываютсянапряжения:
  а) на шлаковой ванне:
  𝑷=𝑼𝑰 ; 𝑼= 𝑷 𝑰 ; (37)
  б) на приборе;
  в) на трансформаторе.
   падениенапряжения на электродесоставляет 2,0 ÷ 4,0 в/м
  (меньшиезначения для малых печей ) 
  илиΔU= ( 𝒍 э )( 2,0 ÷ 4,0).
  здесь 𝒍 э - длинаэлектрода с хвостовиком.
  посколькупоказаниявеличинынапряжения прибор снимает с поддона и зажимаэлектрододержателя,
  то 𝑼 п =𝑼+∆𝐔, (38)
  
  

• 58 слайд

  Мощность, подаваемая на электрод: 
  𝑷 э = 𝑼 п 𝑰(39)  
  потерямощности в короткой сети составляет 5-5,5%, в трансформа­торе 1,6÷ 1,75% .
  суммапотерь 𝑷 ′ п =𝟔,𝟔÷𝟕,𝟐% .
  тогдамощность, снимаемая с трансформатора:
  𝑷 𝒎 = 𝑷 э (𝟎,𝟗𝟑𝟒÷𝟎,𝟗𝟐𝟑) (40)
  а напряжение на трансформаторе
  𝑼 𝒎 = 𝑷 𝒎 𝑰 (41)
  Посколькупадениенапряжения на электроде, какбыло уже отмече­но, составляет 2,0 ÷ 4,0 в/м, то по мере его оплавлениямощность на шлаковой ванне увеличивается, чтоприводит к увеличениюскорос­ти плавки. Для того, чтобысохранитьпостояннуюскоростьплавле­ния, следуетиметьпостояннуюмощность на шлаковой ванне. Поэто­мурекомендуетсяпослесплавлениякаждого метра электродасниматьнапряжение на 2-4 в.
  
  

• 59 слайд

  Времяτплавления 1 пог.мэлектродасоставит:
  𝝉= 𝝅 𝒅 𝟐 𝟒𝝎 𝜸(42)  
  
  Вконце плавки производитсявыведениеусадочнойраковины.
  Электрическиепараметрыпроцесса для этогопериодарассчитываются по следующейформуле:
  
  𝑷 у = 𝟎,𝟓÷𝟎,𝟖 𝑷, кВт (43)  
  
  Величину токаопределяют по формуле (27), напряжение по (37).
  На основаниирассчитанныхэлектрических характеристик выби­рается трансформатор.
  

• 60 слайд

  Пример графика электрического режима ЭШП (диаметр кристаллизатора 550мм, маса слитка 2,5т)
  

• 61 слайд

  Таблица 4. Тепловой баланс электрошлаковой плавки
  
  

• 62 слайд

  Пример теплового баланса печи ЭШП:
  

• 63 слайд

  ЗАЩИТА РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ
  Студент защищает работу в комиссии, в которую входит, руководитель проекта и другие преподаватели, назначаемые зам. директора по УР.
  Перед комиссией студент делает краткий доклад-презентацию, в котором отражает задачи работы, основные результаты и выводы (заключение).
  Затем члены комиссии производят опрос студента по содержанию работы и выставляют зачет с дифференцированной оценкой.
   РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. П.П.Евсеев, А.Ф.Филиппов. Вязкость и поверхностное натяжение шлаков на основе фтористого кальция. «Известия вузов. Черная металлургия», 1965, №3, с.70-73.
  2. А.А.Никулин, П.П.Евсеев, В.П.Пуницин. Тепловой баланс и температурное поле расходуемого электрода при плавке под флюсом. «Элек­тротермия», 1965, вып.38, с.30-32.
  3.М.Я.Смеляский, К.Д.Гуттерман. Рабочий процесс и расчет вакуум­ных дуговых печей. М., «Энергия», 1962, с.49.
  4.Ю.В.Латаш, Б.И.Медовар. Электрошлаковый переплав. М. «Металлур­гия», 1970, с.311.
  5.П.П.Евсеев, А.Ф.Филиппов. Электропроводность фтористых шлаков. «Известия вузов. Черная металлургия», 1965, №5, с.70-73.
  6.А.Б.Блох. Основы теплообмена излучением. М, «Госэнергоиздат», 1962, с.318.
  7.Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций. М., Металлургиздат, 1963, 281 с. Авт.: А.Н.Крестовников, П.П.Владимиров, Б.С. Туляндиский, А.Я.Фишер.
  8.А.Г.Лифшиц, Ф.П. Еднерал. Влияние некоторых легирующих элементов на температуру начала затвердевания стали. «Известия вузов. Чер­ная металлургия», 1965,№ 9, с.74-79.
  9.Н.В.Окороков. Дуговые сталеплавильные печи. М., «Металлургия», 1971, 344 с.
  10.Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры. M., «Энергия», 1971, 271 с.Авт.: Л.Е.Никольский, Н.И. Бортничук, Л.А. Волохонский, В.Л.Розенберг, Л.С.Кацевич.
  11.Б.И.Медовар, Л.М. Ступак. Электрошлаковые печи. К., «Наукова думка», 1976, с.411.
  12.Л.Н.Белянчиков. Основы расчета дуговых вакуумных печей. М., Металлургия, 1968, с.112.
  13.М.М.Клюев, А.Ф. Каблуковский. Металлургия электрошлакового пе­реплава. М., Металлургия, 1969, с.256.