ELEKTROLUČNE PEĆI.doc

8/10/2019 ELEKTROLUNE PEI.doc

1/23

U N I V E R Z I T E T U T U Z L IFAKULTET ELEKTROTEHNIKE

Energetska elektrotehnika

Elektrotermija

E L E K T R O L U N E P E I!eminarski ra"

#i"hat $ajri%

TUZLA& go"ina '()*


2/23

!A+R,A-

).( UVO+ *'.( ELEKTRINI LUK /*.( IN!TALA0I-A I ELE#ENTI IN!TALA0I-E ELEKTROLUNE

PEI )'*.) !istem elektro"a )**.' Pe%ni trans1ormator )2*.* Prig34ni5a )6*./ !ek3n"arni 7o" )8*.2 Visokona9onski 9reki"a: );

/.( +I#ENZIONI!AN-E ELEKTROLUNIH PEI );/.) O


3/23

).( UVO+

Elektroluna pe je elektrinapeu kojoj se sirovo eljezotali elektrinim lukom. Ovo jemoderniji postupak dobivanja legiranihelika, u kojima je udio drugih metala(legirnih

elemenata) vei od !.Elektroluna pe se moe podijeliti nabazinu (lunatu), koja se koristi za

proizvodnju ingota, i kiseluelektrolunu pe, koja se koristi za proizvodnju elinoglijevai otkovaka. "azina pe ima bazini pod od magnezita ili dolomita,

bonezidovei svodod bazinih ilisilikatnihopeka, dok kisela pe ima pod odsilikatnogpijeska, a bone zidove i svod od silikatnih opeka. #iseli elektroluni

postupakmetalur$kise razlikuje od bazinog $to starieliksotpadamora biti biran (nizaksadraj %os%orai sumpora). &bog odsutnosti %os%ora i sumpora, u kiseloj pei oksida'ijaira%ina'ija je kraa, te radi se samo s jednom troskom, pa su i gubi'i eljezau kiseloj peimanji nego u bazinoj.

Elektroluna pe moe proizvesti gotovo sve kvaliteteelika. Ovaj postupak jeizuzetnoekonomianako ne treba proizvoditi ugljinii niskolegirani elik u velikimkoliinama, tako da je najpogodniji za dobivanje legiranih elika. Elektrolunim postupkomse moe dobiti umireni elik s niim sadrajem %os%ora, ali i drugih neistoa(sumpor,oksidi). aginjanjem pei troska se lako izdvaja, pa radniobujampei moe bitismanjen, a sastav taline se onda lako regulira s topiteljima, oksidantima ili dezoksidantima.

edostatak elektrolune pei je njen relativno maleni proizvodni kapa'itet, pa se poproizvodnosti te$ko moe usporediti sa iemens*+artinovom pei. ee pei trae ivee naponeza ekonomianprijenos elektrine energije, a dui elektrini lukovi u peimamogu o$tetiti svodi oblogu. Osim toga, vr$na optereenjaelektrine energije za vrijemetopljenja metala stvaraju te$koe elektranamau isporu'i.

#apa'itet elektrolune pei odre-en je njenim unutra$njimpromjerom, koji moe iznositi od 2do metara. Ovisno od promjera pei,masapunjenja (ulo$ka) se kree od 2, do /tona,akapa'itet trans%ormatoraod /00 do 1 000 k. ve pei su konstruirane tako da se mogunaginjati i na prednju stranu (za uklanjanje troske) i na zadnju stranu (za izlijevanje elika).

Oblik pei je valjkastog oblika. 3ijelo pei se sastoji od elinog pla$ta(zakovanogili zavarenog) i vatrostalne obloge. 4la$t kao sastavni dio pei je osjetljiv naiskrivljavanje. 5no pla$ta je ravno. a slojeve $amotnih opeka postavljeni su slojevimagnezitnih (bazine pei) ili silikatnih opeka (kisele pei), zatim granuliran materijal poda i

strani'a ognji$ta6magnezitna mje$avina (bazine pei) ili kvar'nipijesak(kisele pei). 7znadognji$ta valjkasti zid pei ozidan je silikatnim opekama8 blago zakrivljen svodtako-er jeizveden od silikatnihopeka. Elektroluna pe moe se puniti kroz vratas prednje strane(runo ili strojno) ili odozgo, pomi'anjem svoda u stranu. 7spred svake elektrolune pei mora

biti postavljena plamena pe za su$enje dodataka, kako vlaga u njima ne biizazvala eksplozijeili upijanje vodikau elik. a strani izljeva elika postavljena jemosna dizali'a(nosivosti /00 tonaza 90 tona elika).

1
http://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_strujahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Pe%C4%87http://hr.wikipedia.org/wiki/Sirovo_%C5%BEeljezohttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_lukhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Legurahttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Metalhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Baza_(kemija)http://hr.wikipedia.org/wiki/Ingothttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kiselinehttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celi%C4%8Dni_lijevhttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celi%C4%8Dni_lijevhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kovanjehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Dolomithttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zidhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Svodhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Silikatihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Pijesakhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Metalurgijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Otpadhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fosforhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Oksidacijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Troskahttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C5%BDeljezohttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ekonomijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Uglji%C4%8Dni_%C4%8Delikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Legirani_%C4%8Delikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Oksidihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Obujamhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Siemens-Martinova_pe%C4%87http://hr.wikipedia.org/wiki/Naponhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektroenergetski_sustavhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Svodhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektranahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Promjerhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Metarhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Masahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Tonahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Transformatorhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vathttp://hr.wikipedia.org/wiki/Amperhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Troskahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Valjakhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zakovicahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zavarivanjehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ognji%C5%A1tehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kvarchttp://hr.wikipedia.org/wiki/Pijesakhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Svodhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Silikatihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vratahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vlagahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Eksplozijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Dizalicahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Tonahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_strujahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Pe%C4%87http://hr.wikipedia.org/wiki/Sirovo_%C5%BEeljezohttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_lukhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Legurahttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Metalhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Baza_(kemija)http://hr.wikipedia.org/wiki/Ingothttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kiselinehttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celi%C4%8Dni_lijevhttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celi%C4%8Dni_lijevhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kovanjehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Dolomithttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zidhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Svodhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Silikatihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Pijesakhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Metalurgijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Otpadhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fosforhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Oksidacijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Troskahttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C5%BDeljezohttp://hr.wikipedia.org/wiki/%C4%8Celikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ekonomijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Uglji%C4%8Dni_%C4%8Delikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Legirani_%C4%8Delikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Oksidihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Obujamhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Siemens-Martinova_pe%C4%87http://hr.wikipedia.org/wiki/Naponhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektroenergetski_sustavhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Svodhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektranahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Promjerhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Metarhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Masahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Tonahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Transformatorhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vathttp://hr.wikipedia.org/wiki/Amperhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Troskahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Valjakhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zakovicahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zavarivanjehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ognji%C5%A1tehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kvarchttp://hr.wikipedia.org/wiki/Pijesakhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Svodhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Silikatihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vratahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vlagahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Eksplozijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Dizalicahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Tona


4/23

'.( ELEKTRINI LUK

4ro'es u elektrinoj pei, sastoji se od luka naizmjenine struje, koji nastaje izme-u elektrodaili izme-u pokretnih elektroda i materijala koji se topi. Osnovni izvor energije za topljenjematerijala je toplota koja se generira u luku.

Elektrini luk reira rad elektrolunih pei i uglanom utie na sve njene parametre. #odelektroreduk'ionih pei (pokriveni direktni luk), dio energije se osloba-a i u elektrinomotporu materijala koji se topi. 3oplota se pode$ava i kontroli$e promjenom duine elektrinogluka. : savremenim peima uglavnom se koristi tro%azna elektrina struja, sa lukom u svakoj%azi, mada se kod elektrolunih pei malih snaga koristi i jedno%azni luk.7nae, elektrini luk, pored elektrotermike primjene, susree se i u drugim tehnikama, pamoemo rei da izuavanje elektrinog luka i samih pojava u njemu ima $iri karakter.5a bi luk postojao, potrebno je postojanje gasne sredine koja omoguava intenzivno kretanjenosila'a elektri'iteta. osio'i elektri'iteta su slobodni elektroni i pozitivni joni koji suoslobo-eni djelovanjem nekog jonizovanog %aktora.: normalnim uslovima pod uti'ajem poten'ijalne razlike izme-u dvije elektrode koje su

postavljene vrlo blizu u gasu, koji je po prirodi izolator, u elektrinom kolu se registrujeprotok elektrine struje. 4oveanjem poten'ijalne razlike registruje se poveanje elektrinestruje, $to se obja$njava poveanom brzinom elektroda na anodi i pozitivnih jona na katodi.

!lika ).) Za7isnost str3ja i na9ona

a dijagrama se vidi da struja linearno raste do take (/). Od 3ake (/) do (2) struja ostajekonstantna, mada napon raste. Ovo se obja$njava ogranienim brojem slobodnih elektrona.

apon u taki (/) je dovoljan da uslovi kretanje svih nosila'a elektri'iteta. 4rema tome, strujakreui se od take (/) do take (2) nee mijenjati svoju vrijednost.4oveanjem napona iznad vrijednosti u taki (2) slobodne esti'e, zbog male mase, dobijajutakve brzine da u sudarima joniziraju nove molekule. a taj nain se poveava broj slobodnihelektrinih esti'a, odnosno nastaje sekundarna emisija. truja u ovom podruju, od (2) do(1), raste propor'ionalno naponu.rijednost napona u taki (1) je kritina za odre-enu gasnu sredinu i oblik elektroda. 4oddejstvom ovog napona, dolazi do intenzivne sekundarne joniza'ije $to se mani%estuje u obliku

iskre. ;asna sredina se sada moe smatrati kao provodna sredina pa struja dobija znatno vee


5/23

vrijednosti od onih u taki (1). apon na elektrodama se smanjuje i dobija se negativnakarakteristika elektrinog luka, prikazana od take (1) do take ( l3ka

:kupni napon luka, moe se odrediti kao suma6

sakL UUUU ++= /./

#od priblinih ininjerskih prorauna, jaina elektrinog polja u stablu luka je obrnutopropor'ionalna struji6

nI

C

E = /.2


6/23

gdje je n manje od jedini'e.&nai, napon luka je obrnuto propor'ionalan sa strujom luka, odnosno sa porastom strujenapon opada.

#od elektrolunih i elektroreduk'ionih pei, struja luka je reda nekoliko desetina kiloampera i

vi$e. #ako se vidi sa slike /.1 napon luka se linearno mijenja u zavisnosti od duine luka.:koliko je struja luka vea, utoliko je nagib prema ap'isi manji.

!lika ).* Za7isnost na9ona l3ka o" rastojanja me?3 elektro"ama

#ako napon luka ne zavisi od struje .konstCUL == , to se pri neizmijenjenoj duini luka ipromijenjivoj struji, otpor luka mijenja obrnuto propor'ionalno struji.

LL

LL

I

C

I

UR == /.1

a sli'i /.


7/23

dio struje prolazi kroz unutra$nji sloj blii osi. +oe se smatrati da sva struja prolazi krozpresjek na ijoj je grani'i temperatura


8/23

+oe se dokazati da pri normalnom atmos%erskom pritisku stepen joniza'ije eljeza, ije supare znaajno prisutne u zoni luka elektrolunih i elektroreduk'ionih pei na temperaturi A000# (karakteristina za lukove velikih snaga) ima relativno visok iznos 0,2, a za pare kal'ijuma0,. 7z ovih podataka moe se zakluiti o veoma visokoj ulozi termike joniza'ije u lukuelektrolunih pei.

: postupku dejoniza'ije elektrona i jona osloba-a se energija koja je jednaka energijijoniza'ije i pretvara se u energiju pranjenja.truja luka je %unk'ija njegovog radijusa, temperature i gradijenta poten'ijala6

( )TfERIL /2

= /.7) sijee karakteristiku luka u takama i " kojima odgovaraju struje 7 i 7".(slika /.9.)

!lika ).6

C


10/23

=uk moe da gori stabilno samo pri struji 7". 3aka odgovara nestabilnom reimu gorenjaluka. :koliko se struja poveava tako da je 7 vee od 7", uslijedit e reimk u kome su6

RIUUdt

dIL

Li =

i

dt

dI

negativni, odnosno struja se umanjuje do prvobitne vrijednosti 7". 7sto tako, ukoliko je struja 7

manja od 7", tada jedt

dIL pozitivno, a struja se ponovo poveava do vrijednosti 7", tj. taka "

odgovara reimu stabilnog gorenja luka. 4ri promijeni otpora > prava (: i* >7) e se okretatioko take D, a taka " e se premije$tati lijevo ili desno na karakteristi'i luka. 4rema tome,

promjena otpora moe promijeniti stabilnu vrijednost struje luka. #ada prava (:i* >7) budetangenta na voltamperskoj karakteristi'i (taka "2), doi e do ga$enja luka (:= 0).

tabilnost elektrinog luka moe se o'ijeniti i u odnosu na bilans izmjene energije. :koliko uluku nema prira$taja energije, njegovi parametri su stabilni, odnosno nastali reim jesta'ionaran. 4romjena energije luka u jedini'i vremena odre-ena je di%eren'ijalom preuzetesnage 4pi utro$ene snage 4u.

up PPdt

dW= /.C

&a sta'ionaran reim je 4p 4u, odnosno

dt

dW 0

Elektromagnetni pro'es u elektrinom luku velike snage odlikuje se nizom elektrodinamikihpojava od kojih su najkarakteristinije6 e%ekat stiskanja, e%ekat elektrodinamikih naprezanja idr.

E%ekat stiskanja luka moe se objasniti na sledei nain6 ako se pretpostavi da se elektrini luksastoji od bazbroj strujni'a, kroz koje protie struja istog smjera, normalno da e izme-u

strujni'a djelovati elektromagnetne sile koje su po prirodi privlane tj. strujni'e me-usobnodjeluju silom privlaenja i uslovljavaju stiskanje stabla luka. 4ritisak stiskanja uzpretpostavku ravnomjerne raspodjele gustine struje po presjeku 'ilindrine geometrijepoluprenika > stabla luka u takama na rastojanju r od osovine iznosi6

=

2

2

2

2

0 /

< R

r

R

Ip

/./0

7z gornje rela'ije je oigledno da je pritisak u takama na povr$ini 'ilindra poluprenika >jednak nuli, a da raste idui prema osovini stabla luka, da bi na samoj osovini imao

maksimalnu vrijednost.(slika /..)

/0


11/23

!lika ).B

#ako se pritisak u gasnoj sredini prenosi u svim prav'ima, sila stiskanja djeluje ne samoradijalno ve i aksijalno.

//


12/23

*.( IN!TALA0I-A I ELE#ENTI IN!TALA0I-E ELEKTROLUNEPEI

4rin'ipijelna $ema napajanja elektrolunih pei prikazan je na sli'i 2.0.

4rimarni napon elektrolunihpei je reda 9 do 1 k, asekundarni 0,09 do 0,< k. 4ese neprestano napaja preko

penih trans%ormatora, koji suspe'ijalne konstruk'ije,dimenzionisani za reim rada ukratkom spoju. 4rimarni naponse jednom regula'ionomsklopkom moe regulisati podoptereenjem u $irokimgrani'ama, tako da se nasekundarnoj stranitrans%ormatora moe dobitidvadesetak vrijednostiregulisanog napona udijapazonu od 0,09 do 0,< k.ekundarni namotaj se sastojiod golih bakarnih $ina,

bakarnih savitljivih provodnikai vodno hla-enih 'ijevi koje se

dovode na eljusti koje ravnoobuhvataju elektrodu ponjenom obimu. Elektrolune

pei sa otvorenim lukomposjeduju i prigu$ni'e vezane useriju iji je zadatak dastabiliziraju naizmjenini luk ida ogranie struju kratkogspoja koja je vrlo esta u %azitopljenja.Firom svijeta usvojeni spoj

elektrode je tzv. #napsak*spoj.Elektrode su u ovom spojusmje$tene u vrhovimaistostrninog trougla. 5o svakeelektrode struja se dovodi sadvije strane. #od ovog spojatrans%ormatori su naniskonaponskoj strani vezani utrougao, a elektrode su vrhovitrougla kao na sli'i 2.0. Otpori

dovodne mree imaju veliki znaaj za pravilan i ekonomian rad elektrolunih pei. 4oseban

znaaj imaju induktivni otpori dovodne mree koji su osnovni parametri elektrolune pei. Odinduktivnog otpora dovodne mree zavise uslovi neprekidnosti gorenja luka, maksimalna

/2


13/23

aktivna snaga, %aktor snage i ekonominost rada pei. &a snane pei veliki znaaj imasmanjenje induktivnog otpora luka. ktivni otpori dovodne mree odre-uju gubitke energije ikoje%i'ijent korisnog dejstva instala'ije, a tako-er odre-uju temperaturu zagrijavanja dijelovainstala'ije koji provode struju.

3.1 Sistem elektroda

truja se u zonu topljenja neposredno dovodi sistemom elektroda. #valitet elektrode imogunost provo-enja struje imaju ogroman znaaj za rad pei. #od elektrolunih pei saotkrivenim lukom u upotrebi su gra%itne i ugljene elektrode. 4ored elektrinih kvaliteta,elektrode moraju zadovoljiti i zahtjevane mehanike i termike uslove. Oblik elektrode trebada obezbijedi dobru elektrinu vezu s sekundarnim vodom i zato su u upotrebi elektrode'ilindrinog oblika.Elektroreduk'ione pei slue za proizvodnju %erolegura, kal'ijum*karbida i eljeza. One

predstavljaju jedini'e sa kontinuiranim pro'esom proizvodnje. #od velikih pei, struja koja sedovodi do elektroda je vrlo velika reda


14/23

pe'i%ini otpor sa porastom temperature od


15/23

3.2 Peni transformator

4e se neprestano napaja pomou penih trans%ormatora, koji su spe'ijalne konstruk'ije.4eni trans%ormatori usljed posebnih uslova rada razlikuju se od obinih energetskihtrans%ormatora6

/. eom nominalnom strujom na sekundaru trans%ormatora koja dosee nekolikohiljada ili nekoliko desetina hiljada ampera.&bog tako velikih struja sekundarni namotaj se sastoji od sendviastih od'jepa,obino $est ili dvanaest tako da je omoguena konstruk'ija tako velikihtrans%ormatorskih jedini'a.

2. 4ovi$enim naponom kratkos spoja, $to je neophodno za ogranienje struje kratkogspoja od 2, B < 7njer rad pei za topljenje elika se karakteri$e estim udarima strujei eksploata'ionim kratkim spojevima.

1. 4obolj$anim mehanikim osobinama namota i odvoda, proraunatim na este strujne

udare i kratke spojeve.


16/23

!lika './

a sli'i 2.


17/23

!lika '.2

>eaktivni otpori prigu$ni'e se kreu od 20*10 ! ukupne induktivosti strujnog kruga pei. 5ainduktivnost prigu$ni'e ne bi opadala sa poveanjem struje, prigu$ni'a se izvodi sa malominduk'ijom eljeznog jezgra i sa nemagnetnim zazorom u jezgru.7nduktivni otpori namota prigu$ni'e, dati u pro'entima ili u relativnim jedini'ama,

predstavljaju odnos tog otpora i induktivnog otpora 'ijelog kola, a njegova brojna vrijednostje jednaka odnosu padova napona na prigu$ni'i pri nominalnoj struji i napona kola, tj.6

2./

ktivni otpor namota prigu$ni'e je uvijek mali i obino se uzima da je nula. 4ri tom seinduktivni otpor moe odrediti iz predpostavke da se u njoj raspore-uje sva snaga prigu$ni'e,tj.6

2

t

np

pI

SX = 2.2

4risustvo prigu$ni'e poveava gubitke i pogor$ava %aktor snage, pa se reim rada prigu$ni'eostvaruje tako da je prigu$ni'a u kolu samo u reimu topljenja, dok se u reimu oksida'ijera%ina'ije iskljui iz kola.

3.4 Sekundarni vod

/

n

p

nrelU

XIX =


18/23

ekundarni vod predstavlja vrlo vaan dio instala'ije elektrolunih pei, a slui da poveepeni trans%ormator sa elektrodnim sistemom. ekundarni vod kod elektrolunih pei saotkrivenim lukom ine6

/. Finski paket82. avitljivi provodni'i81. Dijevni provodni'i

!lika '.6

#od elektroreduk'ionih pei sekundarni vod se sastoji od istih elemenata, samo $to se

dimenzionisana rje$enja razlikuju. a primjer, 'ijevni provodni'i se po pravilu hlade vodom.4rovodni'i u $inskom paketu izvode se od bakarnih a kod pei manjih snaga od aluminijskih

pro%ilnih $ina pravougaonog presjeka. Finski paket, kao i u ostalom 'ijeli sekundarni vododlikuje se osobinom da ima mali aktivni i induktivni otpor i da ostvaruje maksimalni %aktorsnage. +nogi od ovih zahtjeva su me-usobno protivrjeni, ali se vrlo esto tei nekomoptimalnom rje$enju. : $inskom paketu i savitljivim provodni'ima koji se ne hlade vodomdozvoljena gustina struje je / do /,9 Kmm2, a kod vodohla-enih 'ijevi 9 do A Kmm2."ez obzira na malu duinu sekundarnog voda, njeni parametri pokazuju bitan uti'aj na radelektrolunih pei.7nduktivni otpor sekundarnog voda predstavlja jedan od osnovnih parametara instala'ije. Onodre-uje pad napona na sekundaru i samim tim napon doveden na pe. @aktor snageelektrolune pei u znatnoj mjeri zavisi od induktivnog otpora sekundarnog voda.

ejednakost me-uinduktivne raspodjele izme-u pojedinih %aza pei dovodi do prenosa snageiz jedne u drugu, izazivajui takozvanu pojavu ImrtveJ i IdivljeJ %aze, $to smanjujeekonominost proizvodnje i u nekim sluajevima dovodi do havarijskih stanja. Od aktivnogotpora sekundarnog voda zavisi optimalan rad elektrolune pei. manjenje aktivnog otporasekundarnog voda dovodi u svim sluajevima do smanjenja elektrinih gubitaka i poveanjakoje%i'ijenta korisnog dejstva. &a smanjenje induktivnog otpora sekundarnog voda se

primjenjuju posebne konstruk'ije sekundarnih provodnika i posebni naini spajanjasekundarnih izvoda penog trans%ormatora sa elektrodama pei. 4ri izradi konstruk'ije i $emetei se ka smanjenju aktivnog otpora sekundarnog voda.

/A


19/23

!lika '.B

3.5 Visokonaponski prekida

isokonaponski prekida slui za prekidanje strujnog kola elektrolune pei. 4rekida jeuglavnom normalne izvedbe, ali mora garantovati veliki broj prekidanja bez prethodnerevizije. &a uslove prekidanja su karakteristine i pojave unutra$njih prenapona, tako da se od

prekidaa oekuje da u reimu komuta'ije izdri odgovarajua naponska naprezanja. :primjeni su uglavnom pneumatski prekidai, mada se mogu upotrijebiti uljni prekidai, pa semoe preporuiti da se kod manjih pei koriste uljni ili ekspanzioni prekidai, a kod peiveih snaga najpovoljniji su pneumatski prekidai.

/.( +I#ENZIONI!AN-E ELEKTROLUNIH PEI

4.1 !lik dimen"i#e kade

>adni prostor elektrolune pei naje$e je 'ilindrinog oblika. Osnovne karakteristike kadeprema sli'i 1.0 su6 5oB prenik kade u ravni praga radnog otvora, 5/B prenik kade u ravn ikosine, hkB dubina kade do ravni praga radnog otvora, huB ukupna dubina kade.#ada predstavlja usjeeni konus ija manja osnovi'a zavr$ava s%erinim dijelom. :kupnazapremina kade udo ravni kosine odre-ena je zapreminom metala +zapremine sljake Fi

dodatne zapremine d6

/C


20/23

dMu VVVV ++= 1./

7zgled i dimenzije kade prikazane su na sli'i6

!lika *.(

&apremina metala odre-uje se iz kapa'iteta pei u odnosu na teni metal i njegovu spe'i%inuzapreminu koja iznosi 0,/< m1Ktoni.

)(/


21/23

, a za pei iji je kapa'itet vei od /00 tona6

2)/,//,/( s = 1.

isina svoda je6

ss! "

=

/0

/

/ 1.A

5imenzije radnog otvora moraju biti takve da se moe neometano ostvariti praenje pro'esa upei i da se mogu ostvariti radne interven'ije.

4.3 !loga i prenik oklopa pei

polja$nje dimenzije odre-ene su unutra$njim dimenzijama, debljinom obloge i oklopa.4.4 Snaga transformatora i prenik elektroda

naga trans%ormatora je najbolje iskori$tena u reimu topljenja. 5a bi se obezbijedilo brzotopljenje, neophodno je odabrati trans%ormator sa visokom spe'i%inom potro$njom odnosnosa visokim odnosom snaga trans%ormatoraK kapa'itet pei. : reimu oksida'ije ira%ina'ijenivo iskori$tenja trans%ormatora je manji i kree se od 10! do 0! a poveanjemsnage trans%ormatora poveava se struja u sekundarnom vodu odnosno slabe elektrinekarakteristike pei i slabi %aktor snage, te se poveavaju gubi'i.

2.( OPTI#IZA0I-A RE,I#A RA+A ELEKTROLUNE PEI5.1 %kvivalentna ema stru#nog kruga elektrolune pei i kru&ni di#agram

nalizom naizmjeninog kola elektrolune pei, ukoliko su parametri tog kola poznati,mogue je analitikom ili geometrijskom metodom odrediti struje, napon, snagu ili nekudrugu potrebnu veliinu u kolu. +e-utim rad elektrolune pei mogue je pratiti ukoliko seomogui odre-ivanje struje, napona, snage i drugih veliina kada se neki parametar kolamijenja. &ato se prilazi pronalaenju krive po kojoj se date veliine mijenjaju kada se neki

promjenjivi parametar kola mijenja. : 'ilju dobijanja te krive, a da bi se problempojednostavio, treba uiniti sledee predpostavke6

/. #rive struje i napona imaju harmoninu sinusoidalnu raspodjelu . : stvarnosti ovajuslov nije uvijek ispunjen, ali se dobrim reimom rada uz kvalitetno $ariranje bezvelike gre$ke isti moe ostvariti.

2. Elektrini luk je isto aktivna otpornost. Ova predpostavka u mnogomepojednostavljuje sluaj a da pri tome ne unosi znatne gre$ke.

1. tuja praznog hoda se zanemaruje 700. #ako struja prznog hoda ini jedva nekolikopro'enata nominalne struje, ni ova predpostavka ne unosi znatnu gre$ku.


22/23

. +rena %rekven'ija je konstantna %'onst.

9. Optereenje pei je simetrino, naponi i struje u %aznim provodni'ima su po e%ektivnojvrijednosti jednake, ali %azno pomjerene. 4raktina odstupanja od ove predpostavkemogu biti vea ili manja u zavisnosti od reima rada i konstruk'ije pei. +e-utim

reimom rada i konstruk'ijom se tei da gornji uslov bude ispunjen. Ova predpostavkaomoguuje analizu rada pei samo u jednoj %azi.

. 7nstala'ija elektrolune pei6 visokonaponsko razvodno postrojenje, penitrans%ormatori i niskonaponski razvodni sistem posjeduju pogonsku kapa'itivnost redanekoliko mikro %arada, koja se u sta'ionarnom reimu rada moe zanemariti, ali sezato u pro'esu uspostavljanja i prekidanja strujnog kola njen uti'aj ne moezanemariti.

Ekvivalentna $ema od trans%ormatora do pei je oblika kao na sledeoj sli'i6

!lika /.)

22


23/23

6.( LITERATURA

http6KKhr.Mikipedia.orgKMikiKElektrolu!D

Elektrotermija B 5r. 7ng. Lrvoje 4oar http6KKhr.Mikipedia.orgKMikiKElektri!D

21
http://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrolu%C4%8Dna_pe%C4%87http://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_lukhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrolu%C4%8Dna_pe%C4%87http://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_luk

Documents

ELEKTROLUČNE PEĆI.doc