blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2025-4-339-341blackmet-2933Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESМоделирование работы ферросплавной печи при увеличении мощности и диаметра электродовModeling the operation of ferroalloy furnace with increased power and electrode diametersШкирмонтовА. П.ShkirmontovA. P.

Александр Прокопьевич Шкирмонтов, д.т.н., директор Центра Редакции научных журналов

Россия, 125167, Москва, Ленинградский пр., 49/2

Aleksandr P. Shkirmontov, Dr. Sci. (Eng.), Director of the Editorial Center of Scientific Journals

49/2 Leningradskii Ave., Moscow 125167, Russian Fede­ration

aps-panor@yandex.ruФинансовый университет при Правительстве Российской ФедерацииРоссияFinancial University under the Government of the Russian FederationRussian Federation202522082025684339341Copyright © Шкирмонтов А.П., 20252025Шкирмонтов А.П.Shkirmontov A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2933

На электролитической модели авторы исследовали работу ферросплавной печи при увеличении диаметра электродов и повышении мощности. В качестве рабочего тела использовали традиционный водный раствор c концентрацией 0,2 % NaCl. Диаметр электродов увеличивали от 30 до 150 мм. Параметры печей мощностью от 7,5 – 10,5 до 81 МВ·А при выплавке ферросилиция соответствуют результатам опытов моделирования, которые были подтверждены при выплавке 45 %-ного ферросилиция в промышленных печах с аналогичными относительными технологическими параметрами. Вид зависимости снижения сопротивления ванны от увеличения диаметра электродов для промышленных ферросплавных печей аналогичен зависимости, полученной в результате опытов по моделированию. Фактор значительного снижения сопротивления ванны от увеличения диаметра электрода для ферросплавных печей различной мощности при выплавке одного сплава имеет весьма существенное значение. При увеличении силы тока электрода снижаются электрический КПД, коэффициент мощности печи и доля активной мощности в ванне технологического процесса. Проведенный анализ параметров печей при выплавке 45 %-ного ферросилиция подтверждает выводы электролитического моделирования ферросплавных печей о значительной роли увеличения диаметра электродов печей в снижении активного сопротивления ванны.

Using an electrolytic model, the authors investigated the operation of a ferroalloy furnace with increased electrode diameters and power. A traditional aqueous solution with a concentration of 0.2 % NaCl was used as the working fluid. Diameter of the electrodes was increased from 30 to 150 mm. The parameters of furnaces with a capacity from 7.5 – 10.5 to 81 MV·A during ferrosilicon smelting correspond to the results of simulation experiments, which were confirmed during the smelting of 45 % ferrosilicon in industrial furnaces with similar relative technological parameters. The type of dependence of the decrease in bath resistance on the increase in electrode diameter for industrial ferroalloy furnaces is similar to the dependence obtained as a result of modeling experiments. The factor of a significant decrease in the bath resistance due to an increase in electrode diameter for ferroalloy furnaces of different capacities during the smelting of a single alloy is very significant. With an increase in current strength of the elect­rode, electrical efficiency, the furnace power factor and the share of active power in the bath decrease. Analysis of the furnace parameters during smelting of 45 % ferrosilicon confirms the conclusions of electrolytic modeling of ferroalloy furnaces about the significant role of increasing the dia­meter of furnace electrodes in reducing the bath active resistance.

ферросплавная печьмодель электропечидиаметр электродараспад электродовактивное сопротивление ванныкоэффициент мощностиferroalloy furnaceelectric furnace modelselectrode diameterelectrode decayactive bath resistancepower factorReferencesSaevarsdottir G., Larsen H.L., Bakken J.A. Modelling of AC arcs in three-phase submerged arc furnaces. In: Proceedings of the VII Int. Ferroalloys Congress: INFACON VII. Beijing, China. 7 – 10 June 1998. Beijing; 1998:317–322.Saevarsdottir G., Larsen H.L., Bakken J.A. Modelling of AC arcs in three-phase submerged arc furnaces. In: Proceedings of the VII Int. Ferroalloys Congress: INFACON VII. Beijing, China. 7 – 10 June 1998. Beijing; 1998:317–322.Li J. Discussion of ideal smelting model of submerged-arc furnace. In: Proceedings of the IX Int. Ferroalloys Congress: INFACON IX. Quebec City, Canada. 3 – 6 June 2001. Quebec City; 2001:121–130.Li J. Discussion of ideal smelting model of submerged-arc furnace. In: Proceedings of the IX Int. Ferroalloys Congress: INFACON IX. Quebec City, Canada. 3 – 6 June 2001. Quebec City; 2001:121–130.Oterdoom H., Degel R. Building a FeNi smelter simulator. In: Proceedings of the XII Int. Ferroalloys Congress: INFACON XII. Helsinki, Finland. 6 – 9 June 2010. Helsinki; 2010:215–227.Oterdoom H., Degel R. Building a FeNi smelter simulator. In: Proceedings of the XII Int. Ferroalloys Congress: INFACON XII. Helsinki, Finland. 6 – 9 June 2010. Helsinki; 2010:215–227.Ласточкина М.А. Модель плавления шихты в ванне руднотермической печи. Записки Горного института. 2002;150:119–123.Lastochkina M.A. Model of charge melting in the bath of an ore-thermal furnace. Zapiski Gornogo instituta. 2002;150:119–123. (In Russ.).Рябов В.П., Хомяков И.В., Чурсин А.Ю. Разработка модели системы управления руднотермической печью с поддержанием сопротивления шлаковой ванны. Вестник Московского энергетического института. 2020;(1): 82–88. https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-1-82-88Ryabov V.P., Khomyakov I.V., Chursin A.Yu. The model of an electric ore smelting furnace control system with maintaining the slag bath resistance. Bulletin of MPEI. 2020;(1): 82–88. (In Russ.). https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-1-82-88Ильгачёв А.Н., Михадаров Д.Г. Токи в ванне многоэлектродной установки. Вестник Чувашского университета. 2023;(4):99–108. https://doi.org/10.47026/1810-1909-2023-4-99-108Il’gachev A.N., Mikhadarov D.G. Study of the current in the multielectrode plant bath. Vestnik Chuvashskogo universiteta. 2023;(4):99–108. (In Russ.). https://doi.org/10.47026/1810-1909-2023-4-99-108Shkirmontov A.P. Establishing the theoretical foundations and energy parameters for the production of ferroalloys with a larger-than-normal gap under the electrode. Metallurgist. 2009;53(5-6):300–308.Shkirmontov A.P. Establishing the theoretical foundations and energy parameters for the production of ferroalloys with a larger-than-normal gap under the electrode. Metallurgist. 2009;53(5-6):300–308.Шкирмонтов А.П. Энерготехнологические параметры выплавки ферросплавов в электропечах. Москва: ИД МИСиС; 2018:216.Shkirmontov A.P. Energy-Technological Parameters of Ferroalloy Smelting in Electric Furnaces. Moscow: NITU MISiS; 2018:216. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.