Определение рациональных электрических режимов промышленных дуговых сталеплавильных печей
Аннотация
Выбор рационального электрического режима дуговых сталеплавильных печей (ДСП) на действующих или вновь вводимых агрегатах из-за влияния сторонних возмущающих факторов является весьма сложной задачей для технологов.
На основании теплообменной модели электрической дуги (ТОМЭД) предложен метод, позволяющий выполнить задачу определения оптимального электрического режима при минимуме упрощений и допущений с учетом особенностей конкретной ДСП. При решении задачи учтены следующие факторы: условия теплообмена дуги в плавильном пространстве, влияния теплового режима электродов, длины дуги на структуру тепловых потоков при нагреве дугами, химического состава рабочей среды на теплофизические характеристики плазмы столба дуги. Расчет излучения дуг ДСП с учетом температурного профиля столба выполнен методом универсальных характеристик дуги на основе решения системы нелинейных алгебраических уравнений цилиндрической модели столба ТОМЭД. Расчет длины дуги основан на методе структурных характеристик ТОМЭД и заключается в сравнении значений напряжения дуги, рассчитанного с помощью уравнения эквивалентной схемы замещения печи, и напряжения, полученного на основе ТОМЭД. Зная длину дуги, можно вычислить мощность излучения дуг в плавильном пространстве ДСП.
Выбор электрического режима подразумевает задание какого-либо электрического параметра, поддерживаемого регулятором на протяжении некоторого периода плавки. Значение такого параметра (тока дуги или импеданса контура фазы ДСП) определяет остальные электрические показатели электропечной установки (мощность дуг, электрические потери, коэффициенты мощности, полезного действия и т. д.). Кроме того, правильность выбора электрического режима влияет на такие важные эксплуатационные характеристики, как удельный расход электродов, длительность межремонтного интервала и т. п.
Литература
2. Алиферов А.И. и др. Дуговые печи. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2016.
3. Гудим Ю.А., Зинуров И.Ю., Киселев А.Д. Производство стали в дуговых печах. Конструкции, технология, материалы. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010.
4. Миронова А.Н., Миронов Ю.М. Энерготехнологическая эффективность ДСП. Чебоксары: Изд-во Чувашского гос. ун-та им. И.Н. Ульянова, 1999.
5. Рябов А.В., Чумаков И.В., Шишимиров М.В. Современные способы выправки стали в дуговых печах. М.: Теплотехник, 2007.
6. Луценко В.Т., Павлов В.А., Докшицкая А.И. Дуговая сталеплавильная печь. Екатеринбург: Изд-во ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2005.
7. Алиферов А.И. и др. Теория и практика применения дуговых печей. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013.
8. Кручинин А.М., Погребисский М.Я., Рязанова Е.С., Чурсин А.Ю. Прогнозирование энергопотребления в период плавки шихты в дуговых сталеплавильных печах // Вестник МЭИ. 2019. № 6. С. 83—90.
9. Кручинин А.М., Чурсин А.Ю. Влияние формы тока дуги на реактивность эквивалентной схемы дуговых сталеплавильных печей // Электричество. 2020. № 9. С. 40—44.
10. Миронова А.Н., Миронов Ю.М. Электрооборудование и электроснабжение электротехнологических установок. М.: ИНФРА-М, 2020.
11. Миронов Ю.М. Электротехника электрометаллургических печей дугового, резистивного и смешанного нагрева. М.: ИНФРА-М, 2018.
12. Черненко А.Н., Вахнин В.В. Влияние режимов работы дуговой сталеплавильной печи 6ДСП-40 на уровень гармонических составляющих напряжения в точке подключения к электрической сети // Вектор науки Тольятинского гос. ун-та. 2015. № 1(31). С. 46—50.
13. Миронов Ю.М., Миронова А.Н. Повышение экономической эффективности дуговых сталеплавильных печей с помощью оптимизации энергопотребления // Вестник Чувашского университета. 2018. № 3. С. 79—92.
14. Миронов Ю.М., Матисон В.А., Волков А.В. Анализ способов уменьшения влияния дуговых сталеплавильных печей на качество напряжения // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: Материалы VIII Всерос. науч.-техн. конф. Чебоксары: Изд-во Чувашского гос. ун-та им. И.Н. Ульянова, 2009. С. 344—345.
15. Кувалдин А.Б, Птицына Е.В., Минеев Р.В., Минеев А.Р. Оптимизация электроснабжения дуговых сталеплавильных печей // Электрика. 2007. № 7. С. 11—14.
16. Bowman B., Kruger K. Arc Furnace Physics. Dusseldorf: Verlag Stahleisen GmbH, 2009.
17. Кручинин А.М. Проблема устойчивости электрического режима электроснабжения дуговых сталеплавильных печей (ДСП) в начале плавки // Фёдоровские чтения — 2016: Материалы XLVI Междунар. науч.-практ. конф. с элементами научной школы. М.: Издат. дом МЭИ, 2016. С. 210—221.
---
Для цитирования: Кручинин А.М., Погребисский М.Я., Рязанова Е.С., Чурсин А.Ю. Определение рациональных электрических режимов промышленных дуговых сталеплавильных печей // Вестник МЭИ. 2021. № 3. С. 51—57. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-3-51-57.
#
1. Svenchanskiy A.D. i dr. Elektricheskie Promyshlennye Pechi: Dugovye Pechi i Ustanovki Spetsial'nogo Nagreva. M.: Energoizdat, 1981. (in Russian).
2. Aliferov A.I. i dr. Dugovye Pechi. Novosibirsk: Izd-vo NGTU, 2016. (in Russian).
3. Gudim Yu.A., Zinurov I.Yu., Kiselev A.D. Proizvodstvo Stali v Dugovykh Pechakh. Konstruktsii, Tekhnologiya, Materialy. Novosibirsk: Izd-vo NGTU, 2010. (in Russian).
4. Mironova A.N., Mironov Yu.M. Energotekhnologicheskaya Effektivnost' DSP. Cheboksary: Izd-vo Chuvashskogo Gos. Un-ta im. I.N. Ul'yanova, 1999. (in Russian).
5. Ryabov A.V., Chumakov I.V., Shishimirov M.V. Sovremennye Sposoby Vypravki Stali v Dugovykh Pechakh. M.: Teplotekhnik, 2007. (in Russian).
6. Lutsenko V.T., Pavlov V.A., Dokshitskaya A.I. Dugovaya Staleplavil'naya Pech'. Ekaterinburg: Izd-vo GOU VPO UGTU–UPI, 2005. (in Russian).
7. Aliferov A.I. i dr. Teoriya i Praktika Primeneniya Dugovykh Pechey. SPb.: Izd-vo SPbGETU «LETI», 2013. (in Russian).
8. Kruchinin A.M., Pogrebisskiy M.Ya., Ryazanova E.S., Chursin A.Yu. Prognozirovanie Energopotrebleniya v Period Plavki Shikhty v Dugovykh Staleplavil'nykh Pechakh. Vestnik MEI. 2019;6:83—90. (in Russian).
9. Kruchinin A.M., Chursin A.Yu. Vliyanie Formy Toka Dugi na Reaktivnost' Ekvivalentnoy Skhemy Dugovykh Staleplavil'nykh Pechey. Elektrichestvo. 2020;9:40—44. (in Russian).
10. Mironova A.N., Mironov Yu.M. Elektrooborudovanie i Elektrosnabzhenie Elektrotekhnologicheskikh Ustanovok. M.: INFRA-M, 2020. (in Russian).
11. Mironov Yu.M. Elektrotekhnika Elektrometallurgicheskikh Pechey Dugovogo, Rezistivnogo i Smeshannogo Nagreva. M.: INFRA-M, 2018. (in Russian).
12. Chernenko A.N., Vakhnin V.V. Vliyanie Rezhimov Raboty Dugovoy Staleplavil'noy Pechi 6DSP-40 na Uroven' Garmonicheskikh Sostavlyayushchikh Napryazheniya v Tochke Podklyucheniya k Elektricheskoy Seti. Vektor Nauki Tol'yatinskogo Gos. Un-ta. 2015;1(31):46—50. (in Russian).
13. Mironov Yu.M., Mironova A.N. Povyshenie Ekonomicheskoy Effektivnosti Dugovykh Staleplavil'nykh Pechey s Pomoshch'yu Optimizatsii Energopotrebleniya. Vestnik Chuvashskogo Universiteta. 2018;3:79—92. (in Russian).
14. Mironov Yu.M., Matison V.A., Volkov A.V. Analiz Sposobov Umen'sheniya Vliyaniya Dugovykh Staleplavil'nykh Pechey na Kachestvo Napryazheniya. Dinamika Nelineynykh Diskretnykh Elektrotekhnicheskikh i Elektronnykh Sistem: Materialy VIII Vseros. Nauch.-tekhn. Konf. Cheboksary: Izd-vo Chuvashskogo Gos. Un-ta im. I.N. Ul'yanova, 2009:344—345. (in Russian).
15. Kuvaldin A.B, Ptitsyna E.V., Mineev R.V., Mineev A.R. Optimizatsiya Elektrosnabzheniya Dugovykh Staleplavil'nykh Pechey. Elektrika. 2007;7:11—14. (in Russian).
16. Bowman B., Kruger K. Arc Furnace Physics. Dusseldorf: Verlag Stahleisen GmbH, 2009.
17. Kruchinin A.M. Problema Ustoychivosti Elektricheskogo Rezhima Elektrosnabzheniya Dugovykh Staleplavil'nykh Pechey (DSP) v Nachale Plavki. Fedorovskie Chteniya — 2016: Materialy XLVI Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. s Elementami Nauchnoy Shkoly. M.: Izdat. Dom MEI, 2016:210—221. (in Russian).
---
For citation: Kruchinin A.M., Pogrebisskiy M.Ya., Ryazanova E.S., Chursin A.Yu. Determining the Rational Electrical Operation Modes of Industrial Electric Arc Furnaces. Bulletin of MPEI. 2021;3:51—57. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-3-51-57.
