炭素热工与窑炉 石墨化炉尺寸设计 石墨化炉尺寸设计.pptx

;3.2石墨化炉尺寸设计;;2、炉子的长度设计： 根据产量来设计计算，电碳厂都是小型的炉子，约1-7米长，装炉量0.4-2.0吨；炭素厂一般在6-l8米长，装炉量达几吨至几十吨，近百吨。 现在直流石墨化炉达20米长，实践证明：变压器容量大，炉子愈长，则愈经济，因加长炉芯可以提高热效率和减少每吨石墨化电极的单位电能消耗量。; 表1-3-1中:随炉芯长度的增长，炉效率提高，电能的单耗低，但是，效率的增加只在一定的炉芯长度内，如不改变炉子的其它参数，而继续增长炉芯反而可能降低炉温，当改变供电变压器的容量时，最佳炉长也随之改变；最佳炉长随变压器容量的增加而增大。因此，所确定的最佳炉长应与变压器的规定容量完全相适应。此外，炉子的极限长度还决定于厂房外形尺寸(宽度)和短网长度。 ;3、炉宽度设计 炉子的长度根据产品的最大长度来确定，除了产品尺寸大小，还要计算保温料层的厚度，以及侧墙的尺寸，这样可以定出炉子宽度。 炭素厂，保温料厚500-700mm，炉宽有3400mm，电碳厂石墨保温料厚200mm，炉宽1500-2000mm。 ;4、电极截面积或电流密度设计 若以炉芯截面积电流密度来计算所需的电流值，则最大电流密度为1.4-4A/cm2时，可以达到必需的石墨化温度。 对于纯度要求不高的制品，如一般电极产生，其最大电流密度约在1.4—2.0A/cm2范围内； 对于小型石墨化炉，一方面因单位面积散热较大，电流密度应该大些；另一方面，所需电流密度和炉内实际达到温度亦视炉子的保温效果：炉芯电阻而定。最大电流密度一般不超过3A/cm2，低值为1.1-1.3A/cm2;5、石墨化炉容积设计及炉芯电阻率确定 根据一些生产厂的数据得知，炉子的容积与炉用变压器有这样一个关系，每立方米炉子容积应达到140-150kW的炉变容量，大型直流石墨化炉有的已达165kW。 在大型电极石墨化炉，炉芯电阻系数为6000-10000 Ω·mm2／m，通电结束时，约为400-500 Ω·mm2／m ，小型电碳制品石墨化炉、炉芯电阻系数为8000-12000 Ω·mm2／m ，通电结束时约为350-450 Ω·mm2／m 。 ;6、炉芯长度设计 由于装炉操作的原因以及制品、电阻料的变化，炉芯电阻系数常有变化，如前所述。 炉内电阻： R=ρL/S 其大??与炉芯的长度L成正比，与炉芯截面积S成反比，比例系数即为炉芯的电阻系数，可见 炉芯长度 L=RS/ρ 在交流电路中 R=Vcos φ/I 所以L=VScosφ/Iρ 功率因数cosφ:功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，增加了线路供电损失。; 例如，当炉用变压器的最大电流为I=10000A，设此时电压为V=44V，功率因数cosφ=0.6，炉芯电流密度为2A/cm2，炉芯电阻系数为ρ=450 Ω·mm2／m 。 炉芯截面积 S=10000/2=5000cm2或5×105mm2 代入上述 L=44x5x105x0.6/（10000x450） =2.94米 ;