ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ
Энергозатраты на термообработку электродов
Сушильно-нрокалочные печи являются самыми крупными потребителями энергии среди оборудования электродного производства. В связи с постоянным возрастанием доли затрат на электроэнергию в себестоимости электродов проблема экономии энергоресурсов находится постоянно в поле зрения производителей электродов. В этой связи необходимо знание направлений расхода электроэнергии и путях его снижения [98]. Рассмотрим тепловой баланс (табл. 71) сушильного туннельного конвейера со следующей технической характеристикой: Тмакс = 100°С, габаритные размеры рабочей камеры 15x1x0,85 м, одна тепловая зона, электроды размещены на деревянных рамках, стопированных на цепном конвейере.
Печь (рис. 136) представляет собой теплоизолированный тоннель Т прямоугольного сечения, оборудованный тепловой зоной и
|
Таблица 71. Тепловой баланс сушила |
||
|
Показатель |
Тепловой баланс |
|
|
кВт |
% |
|
|
Приход |
||
|
Тепловая мощность от наружного калорифера QK |
42,52 |
98,2 |
|
То же от внутренних электронагревателей QBT |
0 |
0 |
|
То же, вносимое влагой покрытия QJ(1] |
0,8 |
1,8 |
|
Всего |
43,32 |
100 |
|
Расход |
||
|
Тепловая мощность на испарение влаги и перегрев паров QHn |
17,4 |
40,2 |
|
Часть тепловой мощности уходящих газов, равная тепловой мощности, приобретенной в печи наружным воздухом AQyx |
6 |
13,9 |
|
Тепловая мощность, уносимая из печи оставшейся влагой покрытия Qocmn |
1,03 |
2,4 |
|
То же, идущая на нагрев сухого покрытия £)п |
4,74 |
10,9 |
|
То же, идущая на нагрев стержней |
4,57 |
10,5 |
|
То же, идущая на нагрев транспортных средств Q. rp |
7,63 |
17,6 |
|
То же, теряемая в окружающую среду через ограждающие конструкции QoC |
1,95 |
4,5 |
|
Всего |
43,32 |
100 |
механизмом перемещения электродов — конвейером М. Тепловая зона включает циркуляционный вентилятор Вц, калорифер К с электронагревателем сопротивления, наружные трубопроводы свежего («сж») и рециркулируемого («рец») агента сушки — воздуха, патрубок подачи наружного воздуха («нар»), короба внутренние раздаточные («рк») и приема отработанного («отр») агента сушки. Уходящие газы («ух») удаляются из печи самотягой через открытые торцы. Агент сушки дополнительно внутри печи не подогревают.
Электрическая мощность, потребляемая такой печью из сети с учетом потерь вне печи, составляет 49,88 кВт, в т. ч. расходуемая электронагревателями 47,1 кВт, двигателями вентиляторов 2,6 кВт и механизмов периодически работающего конвейера 0,18 кВт.
В процессе работы электроды снимают с конвейера зачистной машины и вручную раскатывают на деревянные рамки в один слой без соприкосновения друг с другом. Рамки с электродами помещают на загрузочную часть неподвижного конвейера, устанавливая их одну на другую, постепенно набирают стопу С, затем включают конвейер и перемещают его на один тпаг. При этом также на один шаг перемещаются все стопы, находящиеся в печи, а последняя стопа поступает к участку разгрузки электродов Э.
Анализ составляющих теплового баланса сушила показывает, что наибольшая тепловая мощность расходуется на испарение влаги и перегрев паров Q,,,, (17,4 кВт, или 40,2%), в два с лишним раза меньше мощности идет на нагрев транспортных средств QTp (7,63 кВт, или 17,6%). Часть тепловой мощности уходящих газов, равная тепловой мощности, приобретенной в печи наружным воздухом, AQyx составляет 6,0 кВт или 13,9%. Близки тепловые мощности, идущие на нагрев покрытия Qn (4,74 кВт, или 10,9%) и стержней QCT (4,57 кВт, или 10,5%). Наименьшие затраты приходятся на тепловую мощность, теряемую в окружающую среду через ограждающие конструкции QЛС (1,95 кВт, или 4,5%) и уносимую из печи оставшейся в покрытии (транзитной) влагой Q0(.T11;I (1,03 кВт, или 2,4%). Удельный расход электроэнергии Эуд на сушку равен 57,7 кВт-ч/т.
Следует отметить, что такие значения мощностей и соотношение между составляющими теплового баланса справедливы только для данной конструкции печи и данных условий ее работы. В общем случае электрическая мощность, потребляемая из сети, зависит от технологических, режимных, конструктивных параметров, теплотехнических схем печей, способа термической обработки (поточный или раздельный), составляющие которых приведены в табл. 72.
Значения экономии электроэнергии по направлениям для конкретной базовой печи, полученные при изменении одного из пара-
|
Таблица 72. Параметры термообработки и их составляющие |
|
|
Параметр |
Составляющие параметра |
|
Технологи ческие |
Начальное влагосодержание покрытия Конечное влагосодержание покрытия Теплоемкость стержней Теплоемкость покрытия Количество покрытия на стержне (коэффициент массы) |
|
Режимные |
Температура электродов на входе и выходе из печи То же, транспортных средств Производительность печи Температура и влагосодержание наружного воздуха То же, агента сушки То же, уходящих газов |
|
Конструктив ные |
Газоплотность печи Материал и масса транспортных средств Термическое сопротивление ограждающих конструкций |
|
Т еплотехничес- кие схемы печи |
Варианты: с однократным использованием агента сушки; с рециркуляцией и выбросом части отработанного агента сушки; с рециркуляцией и выбросом части смеси отработанного агента сушки с наружным воздухом |
|
Способы термообработки |
Поточный Раздельный |
|
Таблица 73. Возможности уменьшения энергозатрат |
||
|
Направление экономии энергии |
Экономия, % |
Способ реализации |
|
Применение теплотехнических схем с рециркуляцией агента сушки |
63 |
Проектные решения |
|
Снижение разницы во влагосодер - жании покрытия до и после сушки |
48 |
Приготовление маловлажной обмазочной массы: предварительное подвяливание электродов; исключение пересушивания электродов |
|
Поточность термической обработки |
5 22 |
Проектные решения |
|
Использование вторичных энерго - ресурсов, уменьшение разницы температур транспортных средств на выходе и на входе в печь, обеспечение высокой газоплотности печи |
14-15 |
Проектные решения, исключение дополнительных неплотностей при эксплуатации печи |
|
Снижение температуры уходящих газов |
11 |
Режимно-наладочные работы |
|
Выбор транспортных средств с минимальной полной теплоемкостью, использование высокого термического сопротивления ограждающих конструкций, применение внутренних электронагревателей |
5-9 |
Проектные решения, исключение снижения термического сопротивления при эксплуатации |
|
Снижение температуры электродов на выходе из печи, повышение вла - госодержания агента сушки, направляемого в печь, и уходящих газов |
4 9 |
Режимно-наладочные работы |
|
Увеличение производительности |
4 |
Интенсификация загрузки - выгрузки |
|
Снижение температуры агента сушки, направляемого в печь |
2 |
Режимно-наладочные работы |
метров процесса, представлены в табл. 73. Из данных таблицы очевидны наиболее эффективные направления экономии, рациональные для первоочередной реализации. Такие направления можно выявить при анализе работы любой конкретної! печи. В частности, для базовой модели печи — сушила МОСЗ теплотехническая схема с рециркуляцией воздуха на 63% (!) экономичнее схемы с однократным использованием агента сушки.
