Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗОГРЕВА РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к области металлургии, а именно к электротермическому получению металлов и сплавов в дуговых руднотермических электропечах, и может быть использовано в производстве технического кремния, цветных и черных металлов и сплавов.

Известен способ производства технического кремния и его сплавов, включающий в себя дозирование углеродистых восстановителей и в качестве руды кварцита, загрузку их в руднотермическую электропечь, карботермическое восстановление и выпуск расплава из печи (Рагулина Р.И., Емлин Б.И. Электротермия кремния и силумина. М.: Металлургия, 1972, с. 138-139).

При осуществлении способа в мощных современных электропечах, обладающих большими габаритами, где велика доля индуктивных потерь, приводящая к пониженной активной мощности, электропечи оснащают установками компенсации реактивной мощности, которые состоят из конденсаторных батарей, собранных отдельными секциями (Данцис Я.Б., Кацевич Л.С. и др. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей. М.: Металлургия, 1987, с. 284-308). Компенсация индуктивных потерь печной установки приводит к увеличению коэффициента мощности (cos ϕ) и, как следствие, к увеличению активной мощности и более высокой производительности печи.

В течение срока эксплуатации печи периодически отключают для проведения планово-предупредительных ремонтов. Продолжительность ремонта, как правило, составляет несколько суток. После проведения ремонтов и других длительных простоев разогрев печи и набор мощности, который продолжается 8-18 часов, ведется при отключенных установках компенсации реактивной мощности с низким коэффициентом мощности, что приводит к потерям активной мощности в период разогрева печи. После набора мощности включают установку компенсации реактивной мощности, что увеличивает коэффициент мощности печи, активную мощность печи, но ведет к значительному увеличению напряжения на электродах, увеличению количества ионизированных газов, что способствует местному перегреву шихты, резкому снижению ее сопротивления, уменьшению заглубления электродов в шихту и уменьшению производительности печи.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ выплавки кремния и его сплавов (патент RU №2063379, С01В 33/025, опубл. 10.07.96), заключающийся в ведении плавки кремнезема в присутствии восстановителей в руднотермической печи с электрическим режимом при отношении тока к фазному направлению 550-650, при этом коэффициент мощности (cos ϕ) постоянно поддерживают равным 0,78-0,84.

Недостатком данного способа является недостаточно высокий коэффициент мощности и невысокая производительность печи в период разогрева и набора мощности после длительных остановок печи.

В основу изобретения положена задача - снижение потерь активной мощности печи в период набора мощности после длительных простоев.

При этом техническим результатом является увеличение производительности печи.

Технический результат достигается тем, что в способе ведения восстановительной плавки металлов и сплавов, включающем плавку руды в присутствии восстановителей в руднотермической печи с электрическим режимом и регулированием коэффициента мощности печи (cos ϕ), после простоя печи, одновременно подключают печь и установку компенсации реактивной мощности, коэффициент мощности печи повышают постепенно путем подключения секций конденсаторных батарей установки компенсации реактивной мощности, при этом количество подключаемых секций постепенно увеличивают от 2 до 12.

Постепенный подъем коэффициента мощности может производится с периодичностью 2-8 часов для каждого интервала повышения коэффициента мощности

Для достижения более высокой производительности печи после длительного простоя при наборе мощности во время разогрева печи постепенно повышается коэффициент мощности (cos ϕ) за счет последовательного включения секций конденсаторных батарей установки компенсации реактивной мощности. Постепенно повышается и активная мощность печи, что позволяет избежать перегрева шихты в реакционных зонах и уменьшить потери ведущего элемента из-за перегрева шихты, увеличить производительность печи.

Достижение более высокой производительности печи за счет постепенного увеличения коэффициента мощности (cos ϕ) при разогреве печи после длительных остановок обуславливает новизну технического решения

Способ осуществляется следующим образом. На печи мощностью 25 МВА, которая имеет установку компенсации реактивной мощности, состоящей из 12 секций конденсаторов, работающей на выплавке технического кремния, после простоя, связанного с проведением планово-предупредительного ремонта, проводили набор мощности и постепенный подъем коэффициента мощности (cos ϕ) за счет включения секций конденсаторов, замеряли электрические параметры и производительность печи. Результаты сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что при постепенном увеличении cos ϕ повышается активная мощность и производительности печи (примеры 5, 11, 17, 23, 28). Максимум производительности печи достигается через 6-8 часов каждого интервала увеличения коэффициента мощности, замедляя увеличение производительности после 8 часов работы. Максимальная производительность достигается к окончанию разогрева печи (пример 32).