Как рассчитать скорость плавки и производительность индукционной плавильной печи?

Следует отметить, что данные о плавильной мощности электропечи, предоставленные генеральным индукционная плавильная печь производителем в образце или технической спецификации указана скорость плавления. Скорость плавки электропечи является характеристикой самой электропечи, она связана с мощностью электропечи и типом источника питания и не имеет ничего общего с системой производственной эксплуатации. Производительность электропечи зависит не только от скорости плавки самой электропечи, но и от операционной системы плавки. Обычно в цикле операции плавки есть определенное вспомогательное время без нагрузки, такое как: подача, снятие сливок, отбор проб и испытание, ожидание результатов испытаний (относящихся к испытательным средствам), ожидание заливки и т. д. это вспомогательное время холостого хода снижает потребляемую мощность источника питания, то есть снижает плавильную мощность электропечи.

Для наглядности введем понятия коэффициента использования мощности электропечи К1 и коэффициента использования эксплуатационной мощности К2.

Коэффициент использования мощности электропечи К1 представляет собой отношение выходной мощности источника питания к его номинальной мощности в течение всего цикла плавки и зависит от типа источника питания. Значение K1 индукционной печи промежуточной частоты, оснащенной полумостовым параллельным инверторным источником питания с кремниевым управлением (SCR), обычно составляет около 0.8. Сианьский институт механических и электрических технологий добавил управление инвертором к этому типу источника питания (обычно этот тип источника питания имеет только управление выпрямителем), значение может быть близко к 0.9 или около того. Значение K1 индукционной печи промежуточной частоты, оснащенной (IGBT) или (SCR) полумостовым инвертором с разделением мощности, теоретически может достигать 1.0.

Величина коэффициента использования рабочей мощности К2 связана с такими факторами, как технологическая схема и уровень управления плавильным цехом, конфигурационная схема электроснабжения электропечи. Его значение равно отношению фактической выходной мощности источника питания к номинальной выходной мощности в течение всего рабочего цикла. Обычно коэффициент использования мощности K2 выбирают между 0.7 и 0.85. Чем меньше время вспомогательной работы электропечи на холостом ходу (такие как: подача, отбор проб, ожидание испытаний, ожидание заливки и т. д.), тем больше значение К2. Используя Таблицу 4 Схема 4 (двойной источник питания с двухпечной системой), значение К2 теоретически может достигать 1.0, фактически оно может достигать более 0.9, когда время вспомогательной работы электропечи без нагрузки очень мало.

Следовательно, производительность электропечи N можно рассчитать по следующей формуле:

N = P·K1·K2 / p (т/ч)……………………………………………………………(1)

Где:

P — номинальная мощность электропечи (кВт)

К1 — коэффициент использования мощности электропечи, обычно в пределах 0.8 ~ 0.95.

K2 — Коэффициент использования рабочей мощности, 0.7 ~ 0.85

p — расход электропечного агрегата (кВтч/т)

В качестве примера возьмем 10-тонную индукционную плавильную печь промежуточной частоты, оснащенную полумостовым параллельным инверторным источником питания мощностью 2500 кВт с кремниевым управлением (SCR), произведенным Институтом механики и электротехники. Удельный расход плавки р, указанный в технических условиях, составляет 520 кВтч/т, а коэффициент использования мощности электропечи К1 может достигать 0.9, а значение коэффициента использования рабочей мощности К2 принимается равным 0.85. Производительность электропечи может быть получена как:

N = P·K1·K2 / p = 2500·0.9·0.85 / 520 = 3.68 (т/ч)

Следует отметить, что некоторые пользователи путают значения скорости плавления и производительности и считают их одним и тем же значением. Они не учитывали коэффициент использования мощности электропечи К1 и коэффициент использования рабочей мощности К2. Результатом этого расчета будет N = 2500/520 = 4.8 (т/ч). Выбранная таким образом электропечь не может достичь проектной производительности.