Способ управления режимом плавки в индукционной тигельной печи

) венн 56) Брокмайер Кные печи, М.:ЭнерЕднерал Ф,П,ли и ферросплавос.185,ение расхои загрузке с остатком ом.Пр плавки бьедин ерого ч и емко ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ Индукционные плавильгия, 1972. с,68-73.Электрометаллургия став, М.; Металлургия, 1977,(54) СПОСОБ УП РАВЛ Е НИ Я РЕЖИМОМПЛАВКИ В ИНДУКЦИОННОЙ ТИГЕЛЬНОЙПЕЧИ Изобретение относится к металлургии, касается способов управления режимами плавки в индукционных тигельных печах и может быть применено во всех отраслях промышленности, использующих индукционные тигельные печи для плавки металла при работе с периодической загрузкой шихты в расплав,Цель изобретения - сокращда энергии при плавке чугунапервой порции шихты в тигельжидкого металла,На чертеже представлен график изменения подводимой мощности в процессе плавки чугуна в индукционной тигельной печи.По оси ординат отложена величина подводимой мощности Р, по оси абсцисс - время плавки т. На графике изображено 1)5 Н 05 В 6/06, С 21 О 1/4(57) Изобретение относится к электротехнике и касается способов управления режимами плавки в индукционных печах (ИТП). Целью изобретения является сокращение расхода энергии при плавке чугуна и загрузке первой порции шихты в тигель с остатком расплава. Расплавление металла в ИТП ведут в два интервала: на первом интервале. при пониженной мощности, а на втором интервале - на максимальной подводимой мощности, причем перед началом плавки определяют расчетным путем по формулам величину мощности на первом интервале управления и продолжительность его. Мощность устанавливается путем переключения печного трансформатора на соответствующую ступень. 1 ил 1 табл. распавление пяти порции загрузок шихты, т 1, т 2, тз, т 4, т 5 - время полного расплавления первой, второй, третьей, четвертой и пятой загрузок шихты соответственно; Гщ,тп 2,тщ,тп 4,тл 5 - ПрОдОЛжИтЕЛЬНОСтЬ ПЕрвого интервала управления при расплавлении соответствующих загрузок шихты; Р 1,1 Р 1, Р 1, Р 1, Р 1 - величина подводимой 2 3 4 5мощности на первом интервале управления при расплавлении соответствующих загрузок шихты.Способ осуществляют следующим обраи м е р . На участке индукционно металлургического и роиэводств ения АвтоВАЗ проводились плавк угуна в индукционной тигельной пестью 50 тРО - 50. Максимально,5(1 -а сй омин опл),го)ю 4 МюЛот71теплоемки соответ удельная футеров где С 1, Сг, Сты, расплаДж/кг К;Мф - маМн - нчи, кг;а- коэплава к ши сть шихтвенно,сса футеровки, кг,минальная масса мет в пепередачи о ффициент тете, Вт/м К; допустимая подводимая мощность ограничивалась вибрациями токоподводящей системы и соответствовала второй ступени печного трансформатора. Минимально допустимая температура расплава принималась тмин - 1280 С. Оптимальные режимы управления; подеодимая мощность на первом интервале управления Р 1 и продолжительность первого интервала управлениятр были рассчитаны по формулам.Величина подводимой мощности на первом интервале управления определяется с учетом ограничения на минимально допустимую температуру расплава по формулеР 1 = Р макс О(МЮ,М 20) 0Рмин = (Р 21 + Ргр( 1 мин) - РтР(Мю, Мго) О,где Р 1 - подводимая мощность на первом интервале управления, Вт;Рмакс - максимально допустимая мощность, Вт;Рмин - минимально допустимая мощность, Вт;Р 2,1 - расчетная. мощность теплового потока от расплавак шихте, Вт;Ргр(тмин) - расчетная мощность для перегрева расплавившейся шихты до минимально допустимой температуры расплава тмин, Вт;Рт - мощность тепловых потерь, Вт; р - электрический КПД печи;М 1 о - масса шихты, кг;Мго - масса расплава, кг;Р(Мю,Мго) - расчетный параметр, определяемый по формуле е Кдр, а 1, М - расчетные коэффипределяемые по формулам:1 +-(1 сфмф трл - температура плавления, К;(1 т - средний диаметр тигля в печи, м;у 1 - плотность шихты, кг/м;э,А 1 - коэффициент теплопроводности5 шихты, Вт/м К;рпл - скрытая теплота плавления шихты,Дж/кг.Величины мощности теплового потокаот расплава к шихте Р 2,1 и мощности пере 10 грева расплавившейся шихты до минимально допустимой температуры расплаваРгр(тмин) ОПреДеляЮт ПО формуЛаМ; лс(15 р,.= . (мин "пд 1)Яа,й с,(1,-1)О;.1 О 20 где а 1 - коэффициент температуропроводимости шихты,Величины тепловых потерь Рт и электрического КПД печи р устанавливают экспериментально или принимают согласно 25 паспорту печи.Продолжительность первого интервала управления определяют по формулеМ ц(1 р о (1 г и о 30рг ПО+ где т - продолжительность первого интервала управления;й)ро - координаты точки переключенияуправления, определяемые по формуле 35 Перед загрузкой шихты измеряли величины М 2 о и М 1 о, После загрузки шихты вклю чили печь, На первом интервале управления,сразу после включения печи, переключали печной трансформатор на ступень напряжения, соответствующую подводимой мощности Р 1. По истечении вРемени т р переключали печной трансформатор на ступень напряжения, соответствующую МаКСИМаЛЬНО ДОПуСТИмой МОЩНОСТИ Рмакс.Эта мощность поддерживалась в течение всего времени плавки до следующей загрузки или до окончания плавки (если больше загрузок не производится).При расчете значения Р 1, если величинапараметра Р(М 1 о,М 2 о) не больше нуля, то на первом интервале управления подводимая(М, МО 11Л 1"(рч,мощность принимает значение максимально допустимой мощности Рмакс и расплавление загрузки шихты проводят без переключенияпечного трансформатора. В этом случае т и = О,Если величина параметра 0(М 1 о,Мго) больше нуля, то Р 1 и трассчитывают по формулам и выполняют переключение поистечении времени т л.Данные типичных плавок, проведенпо способу-прототипу (М 475) и по даннспособу (М 483), приведены в таблице.Способ позволяет сократить расходэлектроэнергии и исключить возможностьпереохлаждения расплава, так как общаяпродолжительность плавки остается практически неизменной.Технико-экономическая эффективностьданного способа управления теплоэнергетическим режимом в индукционной тигельной печи заключается в сокращении 20расхода электроэнергии при исключениивозможности переохлаждения расплавабеэ потери производительности печи,Конкретное применение данного способа в условиях металлургического производстев объединения АвтоВАЗ показало, чтосокращение расхода электроэнергии всреднем составляет 6,ба.Формула изобретенияСпособ управления режимом плавки в 30индукционной тигельной печи, при которомзагрузку шихты в тигель ведут порциями,массу которых контролируют после каждогоцикла загрузки очередной порции шихты,расплавление ведут е два интервала - соответственно при пониженной и максимальнодопустимой мощностях, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения расходаэнергии при плавке чугуна и загрузке первой порции шихты в тигель с остатком жидкого металла, дополнительно контролируютмассу жидкого металла в тигле перед загрузкой очередной порции шихты, а мощность на первом интервале каждого циклаР 1 и продолжительность первого интервала 45управления г н определяют по формулам:( - .-1(о20 5)Мо ц счетные са шихты, кг;са расплава, кг;Р 21 - расчетная мощность теплового потока от расплава к шихте, Вт;Ргп(1 мин) - РаСЧЕтНаЯ МОЩНОСТЬ ДЛЯ ПЕ- регрееа расплавившейся шихты до минимально допустиМой температуры расплава лмин Вт;Р, - мощность тепловых потерь, Вт; р а - электрический КПД печи;г и - продолжительность первого интервала управления, с;в по - координаты точки переключен управления;цел - скрытая теплота плавления шихты,ия С 1, С 2,Сф - удельная теплоемкосы, расплава и футеровки соответсж/кг К;а- коэффициент теплоотдачи ота к шихте, Вт/м К;тра - температура плавления, К;дт - средний диаметр тигля в пеу 1 - плотность шихты, кг/мз.А 1 - коэффициент теплопровихты, Вт/м К;Мф - масса футеровки, кг;Мн - номинальная масса металла ва 1 - коэффициент температуроости шихты, мг/с. тьш венно,дности кг; одпричем О(М 1 о безразмерные Р 1 поде интервале упр Р макс и Р мдльно и мин сти, Вт; М 1 о - мас Мго - мас2 о), Кдр, а и й - раара метры,димая мощность на первомвления, Вт;н - соответственно максимально допустимые мощно1 бб 3789 Данные экспериментальных плавок Ит м тРеким управления ОбщдядлиУдельный плавэагруэкн 1-й интервал 2-й интервал ки Макси- мально РмВт ч сту- пени ступени допус- тимая печ- ного печнооаность мВт го трансформатора трансформатора 4,3 664,0 475 4,Э 11 4,2 483 1 250 39 2 289 3,4 4,3 427 6 14,5 75 4,3 3 32,3 4,7 4 37,0 5,4 378 045 1 378 0,3 11 4,3 5 42,4 4,0 9 4,3 Елуу оь лг г Глз б Хпи л гп 6 Б 2 Составитель О,ТурпакРедактор А, Маковская Техред М,Моргентал Корректор Т.Колб Заказ 2275 Тираж 49 б ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 1 260 37 2 297 3,7 3 Э 3,4 5,1 4 38,5 5,1 5 43,6 6,1 2 95 О 18 113, 12 О, 19 1 3,78 0,35 11 тель- ность плавки, ч расходэлектроэнергии,кВтч/т Сокращениерасхода электроэнергии,2