Расчеты плавильных и нагревательных печей литейных цехов: Учебное пособие, страница 14

Таблица 1

Рекомендуемые толщины огнеупорного и теплоизоляционного

 слоев электродуговой печи

Емкость печи	Толщина огнеупорного слоя, м	Толщина теплоизоляционного слоя, м
0,5 ...  1,5	0,23	0,1
3,0 ...10,0	0,30	0,10...0,15
1,5 ... 40,0	0,35...0,40	0,15...0,20
Свыше 40	0,40...0,45	0,20...0,25

С другой стороны, диаметр распада электродов связан с диаметром плавильного пространства на уровне откосов (D₁), так как для того, чтобы стены печи имели достаточный срок службы, расстояние между ними и дугами должно соответствовать мощности дуг. Обычно эти требования выполняются, если отношение D₁/D_рэ равно 2,0...2,5 для малых печей и 2,5...3,0 для средних и крупных.

Таблица 2

Рекомендуемые толщины динасовых сводов

Емкость печи, т	Толщина свода, м
До  10	0,23...0,25
15...30	0,25...0,30
Свыше 30	0,30...0,35

Таблица 3

Рекомендуемые значения зазора для графитированных электродов

Диаметр электрода, м	Величина зазора, м
0,1...0,3	0,010
0,3...0,5	0,015
Свыше 0,5	0,020

Стойкость стен дуговой печи тем выше, чем меньше их тепловая нагрузка - тепловая мощность излучения на единицу поверхности стены.

Тепловая нагрузка максимальна в точке стены, находящейся прямо против электрода.

Для этой точки можно записать, кВт/м²:

q_мах=р_д/3 1/(1/(R₁ +R_рэ))²+2/(R²₁- R_рэR²_рэ),

где р_д - общая мощность трех дуг , кВт; R_рэ  и R₁ - радиусы окружностей распада электродов и внутреннего пространства печи на уровне дуг, т.е. практически на уровне откосов,м.

Для современных печей значение q_мах и q_min обычно находится в пределах 2000...3000 кВт/м² и отношение q_min /q_мах³0,78.

При уменьшении этого отношения между электродами образуются в период расплавления массивные настыли, а в период рафинирования возможен интенсивный разрар стен.

Мощность трансформатора печи:

Р_т  = W_т П/( h соs j ),

где Р_т - мощность трансформатора печи, кВ А; W_т - удельный  расход электроэнергии на расплавление и перегрев (определяется по результатам расчета телового баланса печи), (кВт ч/т ); П - производительность печи, т/ч; h - коэффициент полезного действия, равный 0,5...0,7 ( чем больше емкость печи, тем выше h ); соs j = 0,8...0,9 электрический коэффициент мощности печной установки.

Вторичной напряжение выбирают с учетом мощности трансформатора, габаритных размеров печи и т. д.  Для печей малой емкости принимают U_л = 235...300 В,  для печей средней емкости U_л = 300...400 В, для печей большой емкости U_л = 600 В.

Сила электрического тока в электроде печи:

I_л= 10³Р_т/(3U_л),

где I_л - сила электрического тока в электроде, А; U_л - линейное напряжение,В.

Диаметр электрода равен:

d_э = (4 I_л/p j),

где d_э - диаметр электрода, м; j - допустимая плотность электрического тока в графитизированном электроде А/м² , приложение 16.

3.5. Расчет индукционной печи

На рис   показаны  конструктивные элементы индукционных тигельных печей.

а)                                                                б)

Рис.    Индукционная тигельная печь для плавки чугуна: а - промышленной частоты, емкостью 12 т; б- емкостью 6 т; 1- стальной сварной корпус; 2- пакеты магнитопроводов; 3- водоохлаждаемый индуктор; 4- огнеупорный тигель; 5- механизм наклона; 6- крышка печи с механизмом подъема; 7- шланги охлаждения индуктора, 8- сигнализатор износа тигля

3.5.1. Определение основных размеров индукционных печей

Индукционные тигельные печи для плавки стали ( ИСТ) и чугуна (ИЧТ) имеют комбинированные каркасы, выполненные из стали, древесины и асбоцементных плит. Для уменьшения потерь в каркасе, вызываемых индукционными токами, внутренний размер каркаса делают в 2...3 раза больше диаметра индуктора или устанавливают магнитные или электрические экраны между индуктором и каркасом печи.