Анализ и прогноз процесса выплавки феррохрома в печи РКЗ-80
Теплотехнические параметры тепловой печи, нахождение характерных температур по футеровке и другие расчеты велись по известным и разработанным методикам. Для сравнения использовались данные отечественных исследовательских и проектных проработок, а также по работе печи на выплавке чарджхрома на горячей шихте на заводе «Ferrometa1s», ЮАР.
Анализ полученных расчетных результатов -ожидаемой производительности, удельного расхода электроэнергии, извлечения хрома и других наиболее значимых показателей работы печей с заданной мощностью в условиях действующего цеха № 6 АЗФ свидетельствует о необходимости реконструкции трансформаторов на повышение выходного напряжения НС с 175-325 В до 175-430 В, а также установки подогревателя шихты и обеспечения его топливом.
Кроме того, нужно дорабатывать веские обоснования действенности критических параметров, которые ограничивают наращивание мощности и производительности печи. За исключением недостижимого на установленном трансформаторе среднего напряжения Un выше 310 В, остальные электрические параметры возможны, в т.ч. и токовая нагрузка до 120 кА. Однако, если изменить электросопротивление ванны до, например, 1,311 мОм за счет заглубления электродов ЬЭ = 2,1
вместо 1,5 м, Нт, жидкой фазы в слое СТО КЖСТО = 0,15/0,40, фракции рудного куска уменьшить 40/50 мм, кокса увеличить 15/12 мм, то при мощности 71,4 мВт Un снизится до 325 В, ток электрода повысится до 129 кА, мощность дуг составит 0,30 Ру т.е. особо ничего тревожного не произойдет.
Как показывают расчеты, удельный расход электроэнергии при использовании подогретой до 500 °С шихты снижается только на 8 % или в расчете на чистый Сг на 468 и на физ.т на 325 кВтч, что составляет 325,0/ 398,2 = 82 % теплосодержания шихты при 500 °С, остальная энергия – возросшие тепловые потери печи.
Увеличение производства углеродистого феррохрома в год в цехе № 6 на 4-х печах с производительностью печи № 61 с 360,7 до 585,6 тыс. физ. т с переработкой рудного сырья с 837,1 до 1358,9 тыс. физ. т скорее всего невозможно без глубокой реконструкции всего комплекса шихтоподготовки ЦПШ-2 и самого плавильного цеха со складом готовой продукции.
В настоящее время в цехе № 6 используется футерованный ковш с полезным объемом 7,6 м3 и шлако-воз с чашей 16 м3. Как видно из приведенных данных, уже коэффициент заполнения ковша с металлом и шлаковой чаши в 0,9 и, тем более, свыше 1,0 недопустим, что предопределяет принимать меры по увеличению количества выпусков или увеличению объема ковша за счет увеличения либо его высоты, Н, либо диаметра D. И то другое требует пересмотра организации средств и возможностей разливочного пролета. Предварительные проектные проработки показали необходимость ограничения в увеличении диаметра и высоты ванны в силу расположения проектных сетки колонн и балок перекрытий.
При условии времени работы мокрой газоочистки закрытых печей 0,87 и выхода реакционных газов на г/о в 0,75 образующегося в печи объемом в 250 нм3 СО на 1 т рудной смеси по МДБ т рассчитали затраты СО на подогрев шихты печи № 61 до разных температур. Оказалось, что при полном КПД подогревателя шихты 0,3023 для нагрева шихты до 500 °С требуется 1,12 объема газа, образующегося на данной печи и без подпитки природным газом.
Конечно, все расчеты требуют практической проверки энергия электрического поля выделяется в агрегатных зонах ванны в зависимости от сложившихся составляющих Рчв, в шихте твердой по высоте НШТВ у электрода, РШТВ, в слое твердо-жидкой шихты, РСТО, по высоте ЬЭ -НШТВ, в пространственной форме плазмы электродуги, Р Г и в магматическом блоке на подине печи, РМБЛ. Приоритетность задают РСТО и РдУГ. Энергия электродуг с ростом мощности увеличивается в доле от РУ с 0,224 до 0,322, но совместима ли эта мощность с оптимальной технологией выплавки феррохрома, можно сказать лишь после надлежащих исследований.
В соответствии с принятой стереометрической моделью строения ванны печи на выплавке феррохрома [4-6] магматический блок на подине находится в статичном состоянии при балансе выделения в нем электрической энергии и преобразовании ее в тепловой поток на футеровку подины с излучением через кожух боковых стен и днища в окружающую среду. Однако проведенные расчеты показали, что с увеличением мощности при сохранении постоянной передачу энергии на подину равной РТМБЛ = 0,9-РМБЛ вынуждает с увеличением температуры днища уменьшать температуру колошника и электродов или увеличивать РТЕПЛ в КТЕПЛ раз, что сводит на нет преимущества подогрева шихты.