电渣重熔过程中大填充比对电耗的影响.docx

电渣重熔过程中大填充比对电耗的影响 1降低渣池热幅射损失 电渣重熔在很高的温度下进行，最高温度可达 1900℃，渣面温度也在 1700℃左右。热幅射的大小与幅射温度的 4次方成正比，因此，热幅射产生的热损失很大。 热幅射的传播还同辐射体面积有关， 面积越大热辐射量就越大。 大填充比的自耗电极与小填充比的自耗电极比，面积较大 ( 见图 2) 。随着自耗电极断面 A的增加，暴露于空气中的渣池面积随之减小。 可见，大填充比电渣重熔由于电极横断面的增大而减 少了渣池暴露引起热幅射的面积，从而降低了热幅射损失。 2减少作用于自耗电极上的电压损失 以攀成钢冶炼 460～500型锭为例，冶炼电流为 8000A～14000A。 在该大电流下，自耗电极本身的电阻也将产生一定的压降。 实测表明， 电极压降同钢号和配电制度等因素相关， 在相同配电制度情况下， 自 耗电极直径越大，其压降就越小。但在实际生产时，不同的电极 直径往往要使用不同的冶炼电流， 电极直径加大， 其冶炼电流也随之 加大，结果是电极在单位长度上的压降并没有什么变化。 通过对 190、 240、290三种规格自耗电极的测量显示， 单位长度上的压降几乎相等，平均约为 1．7V／m。因此，仅从单位长度的压降值，反映不出大填充比节电，但冶炼同种规格的钢锭， 大填充比使用的电极长度比小填充比使用的电极短。以攀成钢冶炼 465型锭为例，使用 qb175mm电极的 冶炼时需用电极 5．7m；而用 qb275mm电极时，只需 2．1m，显然在整个冶炼周期，大填充比电极的压降损失要小。对单电极电渣炉，这种损耗更为明显与直接。 对双臂交换式电渣炉， 大填充比还可减少电极交换时间 . 3大填充比可加大冶炼功率 同电弧炉发展高功率、超高功率降低能耗相似， 加大电渣重熔冶炼功率同样可以提高冶炼速度，降低电耗。理论上，通过加大冶炼电压或冶炼电流都可实现功率增大。 但冶炼电压的加大可能产生以下不利影响： ①造成冶炼过程的不稳定；②减薄了渣壳厚度，增加了渣池径向热损失 Ps；③容易造成结晶器旁流，烧结甚至击穿结晶器。 因此，一般采用加大冶炼电流的方法来增加功率。然而，冶炼功率并非可以随意加大。如图 3a所示，对小填充比冶炼工艺，功率的加大使自耗电极端部埋入深度 h加大且呈圆锥状，熔液通过锥体尖端滴入熔池中心，高温在中部的集中， 使熔池深度 hM随之加深且呈圆锥状。柱状晶的生长垂直于固液相界面， 熔池深度的加深使结晶取向趋于水平，严重影响了铸锭的凝固质量。当采取大填充比冶炼时，由于功率 的增大和电流的集肤效应，自耗电极端部呈平面状，埋入深度 h大幅 缩短，熔滴落点分散，熔池加热面 ( 即上表面 ) 温度均匀化，至使熔池 深度池底部趋于倒梯形 ( 见图 3b) 。在这种条件下，适当增加冶炼功率， 熔池底部仍较平坦，结晶取向趋于竖直。可见大填充比可以在保 证铸锭冶金质量的情况下增大冶炼功率。 大功率冶炼降低电耗可 通过缩短冶炼时间实现。