Способ управления режимом работы электропечи для производства фосфора

"5 Ъу,фдрйфмр 1 тй 1,-ЮЮЖОПИ НФИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик)ооудорстоенншй комитет СССР оо делам нзобретеннй н открытой.8/ уд( 669,16 етень 37 45) Дата опубликования описания 07.10 А. Валькова, М. П. Ар Б. Л, Глаговский, Л. а и В. А. Сероштанремеева, Б аймур ат о евскин, Е. Володин,) Заннитель Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промьппленности ЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОППРОИЗВОДСТВА ФОСФОРА 54/ ОСОБ Из о бр управленк способамектроцечахфосфора,ения рабои и относится ессом в э а желтого тение я про ш л гл ст ен сп об управлческих в той электротер тельных печей,и стано ктрод на иэ полож ление ногоВ и котор ток в и напряжение изменяют так тобы эмпирическая постоян электро образом яэь между технологическими скими параметрами, что при твуе ектр аткам:ения на электпостоянного то к следующим нед 1. Повышение нап родах при поддержан ка требует перемеще вверх к своду печи. я электродовЭто уменьшает выя шихты, что присоту фицьтрующего словодит к цовьппению темгазов под сводом печиличества пыли в отхо ратуры печных шчецию ун дящихх, нару шению режима слива шлра, образованию "насть 1 печи и, как следствие еррофосфо"а цодине еГ еуказанного где К - максимально допустимый дляодного электрода диаметр пла-вильного тигля, см;)з - удельное сопротивление жидкойшихты, Ом. см;11- ток АЭ Унаходилась в пределах 4,2 - 4,6 (/Способ предполагает поддержание постоянной плотности тока в плавильном тигле, для каждого вида печей, так как величина удельного сопротивления для каждого процесса принимается постоянной . При этом дальнейшее повышение пцотности может быть достигнуто только за счет повышения напряжения,У д кеццоги к печи. Одновременно с ением напряжения уменьшают эаение электродов в шихту, что веменьшей термической нагрузке на ечи и большей устойчивости элеов против механических нагрузок гиб. Следовательно, при заданных енин электрода и мощности управ- сводится к поддержанию постоянтока в электроде 1.11.описываемом выше способе от ут769268жеснижению мощности печной установки 2, Удельное сопротивление шихты при использовании руды различных месторожде. ний меняется и, следовательно, для разного сырья должна подбираться раз личная величина тока.Не учтено влияние размеров кускового материала восстановителя, являющегося основным проводником в реакционной зоне. 10Целью изобретения является повышение производительности печи, уменьше-ние удыьых расходов электроэнергии иьынеральной части шихты.Цель достигается тем, что отношение 15высоты подэлектродного пространства кдиаметру электрода поддерживают впределах 0,65-0,90, при этом среднийразмер кусков углеродистого материала,вводимого в печь, поддерживают соответственно формуле/1 ф 75-1, 80/10и активное сопротивление фаз ванны 25 печи в соответствии с формулойФ 2,6В=2,25. -- " - -у /О 2056 += ф . 0.23ф 0, 07/ /2/30 где- средний размер кусков у глеродистого материала, см;Ск- концентрация пятиокиси фосфорав шлаке, %;- активная рабочая мощность печи,МВт;- активное сопротивление фаз печи, мОм;Я - усредненное удельное электрическое сопротивление шлаковойзоны печи, ОМсм;Ы - диаметр электрода, см;,я- отношение высоты подэпектродного пространства к диаметруэлектрода;Й - расстояние между торцом электрода и подиной.Отношение высоты подэлектродного пространства к диаметру электрода, на-ходящееся в пределах 0,63-0,9 обеспечи-б 0вает оптимальное распределение мощности по ванне и оптимальное значение .активного сопротивления ванны. При П р-д ( 0,63 торцы электродов приближаются к шлаковой зоне, снижаются зна чения активного сопротивления на фазе, что приводит к ухудшению технико-экойомических показателей работ печи. Кроме того, при ц, С 0,65 увеличиваются тепловые потери, снижается коэффици4ент мощности /сооф/, температура подсводом печи С. 280 ОС, что приводит ккондексации паров фосфора на колошникеи своде печи . При этом происходит интенсивное разрушение футеровки подины печи.При ф0,90 появляется опасностьувеличения температуры под сводом печивыше регламентных норм, увеличения количества пыли в отходящих газах, таккак в этом случае торцы электродовперемещаются вверх к своду печи, чтоприводит к уменьшению фильтрующегослоя шихты,Активное сопротивление фаз печнойустановки, как следует из формулы /2/,находится в нелинейной функциональнойю 3 Ьзависимости ото, которое поддержи.Э-П.вается постояйным для заданной мощности, что обеспечивает оптимальныепериметры электротехнологического режима печи. Анализ формулы /1/ показывает, что снижение среднего размера кусков углеродистого материала позволяет уменьшать концентрацию пятиокиси фосфора в шлаке и одновременноувеличить мощность печи.ФВеличина тЬ Эдля разных типовпечей, мощностей печей, концентраций,пятиокиси фосфора в шлаке будет из,меняться, однако поддержание к й=0,65-0,9 обеспечит соблюдение регламентных норм процесса получения фос"фора. lПример осуществления предлагаемого.В качестве примера взят электротех,нологический режим работы фосфорнойпечи типа РКЗф. Эта печь имеет трисамоспекающихся электрода.диаметром1700 мм, расположенные по треугольнику с диаметром распада 4800 мм икруглую ванну с внутренним диаметром10500 мм и высотой 5650 мм. Печь оборудована тремя однофазными печнымитрансформаторами общей мощностью 80МВА. В соответствии с требованиямитехнологии производства фосфора содержание пятиокиси фосфора в шлакедолжно находиться в пределах 0,5-27Как показали исследования заявителяплотйость тОка в электроде не должнапревышать 3,8 А/см 2, а следовательнолинейный ток не должен превьппать 86 кА.Температура реакционных газов подсводом печи должна находиться в диапазоне 280-500 ОС.Первоначально в печь подавалишихту с доменным коксом со среднимразмером куска в 1,55 см. Сопротивление ванны составляло 2, 0-2,25 мОмпри Ск = 2,03./0,205 ф Ь, + 82 Заказ 962 Тираж Бесплатно Предприятие, Патент", Москва, Г, Бережковская иаб., 24 5При таком малом сопротивленииванны максимальная мощность печи непревосходила Р=З 7 фК = 56,5 МВт, а2,соосоставлял О, 78-0,82. Температура реакционных газов была близка к 5нижнему допустимому пределу. Былиопробованы и режимы с низкими токами в электроде /65 -70 кА/В этомслучае активное сопротивление ваннысоставляло 4,15-4,45 МОм. Однако при 10;попытке поддержать значение С вфу ,6заданных пределах температура подсводом возрастала выше допустимой величины /500 С/ и составляла более 600700 оС. Вследствие этого такой режим, 15эксплуатации печи оказался йедопустимым;,При поддержании отношения высоты подэлектродного пространства к диаметруэлектрода постоянным и равным Й" =0,8=ю в соответствии с предполагаемым изобре тением, размер куска сохранили равным 1,55 см, а остаточное содержание пятиокиси фосфора поддерживали в соответствии с эмпирической формулой /1/ равным ,2% при максимальной мощности 66 МВт, ,Токи и напряжения регулировали таким образом, чтобы поддерживать активное ,сопротивление ванны печи в соответствии с эмпирической Формулой /2/. Это со 30 :противление оказалось равным 3,27 мОм и обеспечило максимальную мощность 66 МВт при верхнем пределе тока 86 кА. Коэффициент мощности /соо / повысился до 0,9.Средняя мощность печи. /без учета простоев/ выросла с 36 МВт до 43 МВт /на 15%/ и соответственно выросла на 12% часовая производительность печи. Дальнейшее увеличение мощности печи дости галось путем изменения среднего размера кусков кокса. Для достижения максималь" ной мощности печи 70 МВт и экономически целесообразного остаточного содержания пятиокиси Фосфора в шлаке на уров.не 1,5% необходимо подавать в печь кокс со средним размером куска =1, см ,/рассчитано по формуле 1/ и поддерживать токи и напряжения таким образом, чтобы сопротивление ванны было равно В, = 3,6 мОм /при 1,=0,8 по Формуле /2/.Опытно-промышленные испытания предложенного способа позволили получить ,повышение активного сопротивления ванны на 10%, повышение собс 0,9 до 0,92, повышение максимальной мощности 6.до 70-72 МВт, т.е. на 5-10% и соответственное повышение производительности. Таким образом управление режимом работыэлектропечи в соответствии с предполагаемым способом позволяет существенно улуч шить технико-экономические показатели производства фосфора. Формула изобретенияСпособ управления режимом работы электропечи для производства фосфора, включающий изменение токов по едством перемещения электродов и/или изменения напряжений на трансформаторе и изменения удельного электрического сопротивления материалов, загружаемых в ванну печи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности печи, уменьшения удельных расходов электроэнергии и минеральной части шихты, отношение высоты подэлектродного пространства к диаметру электрода поддерживают в пределах 0,65- 0,90, при этом средний размер кусков углеродистого материала, вводимого в печь поддерживают соответственно формуле- С ( 2 /1/ фС-/1,75-1,80/ х 10-3Р1 ,л активное сопротивление фаз ванны печи - в соотв етствии с формулой РЦ0,290,07/, /2/где ф. - средний размер .;сков углеродистого материала/см/;СК - концентрация пятиокисифосфора в шлаке, %;О - усредненное удельное электрическое сопротивлениешлаковой зоны печи, Ом.см;Р - активная мощность печи,МВт;Я. - активное сопротивлениефазы, мОм;6 - диаметр электрода /см/.Ь . - расстояние между торцомэлектрода и подиной /см/;"з-к = з-п,/ФИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 583469, кл. Р 270 1/08, 1970 г.