1.4 Характеристики выплавляемого сплава

1.4.1 Выплавляемым сплавом в рассчитываемой печи является медь, – которая применяется для получения полуфабрикатов: листов и полос, лент, прутков, труб, проволоки, используемых в различных областях промыш­ленности.

1.4.2 Для осуществления расчётов приводим характеристики меди:

Температура плавления………………………………...	tп = 1083 ^0С
Температура разливки………………………………….	tр = 1160 ^0С
Плотность при t = 20 ^0С……………………………….	γм.т = 8890 кг/м^3
Плотность в жидком состоянии………………………..	γм.ж = 8300 кг/м^3
Удельное сопротивление при t = 20 ^0С………………..	ρ = 1,75∙10^-6 Ом∙м
Удельное сопротивление в жидком состоянии……….	ρж = 21∙10^-6 Ом∙м
Теплоёмкость в диапазоне t = 20 – 905 ^0С…………….	С1 = 0,13 ккал/кг∙град
Теплоёмкость в диапазоне t = 905 – 1020 ^0С………….	С2 = 0,1335 ккал/кг∙град
Скрытая теплота плавления……………………………	λ = 42,5 ккал/кг
Удельное теплосодержание при t = 20 ^0С……………..	q = 645∙10^3 Дж/кг
Энтальпия при t = 20 ^0С………………………………...	ср = 169 Вт∙ч/кг

1.4.3 Удель­ная мощность в каналах не должна превышать (50 – 60)∙10⁶ Вт/м³. При большей мощности возникает цинковая пульсация, состоящая в прерывании тока в каналах. Цинк, чья температура плавления меньше темпе­ратуры плавления латуни, при плавке латуни вскипает в каналах. Наличие пузырьков приводит к сужению сечения канала, а, значит, к возрастанию плотности тока в нём и увели­чению сил электродинамического обжатия металла в канале магнитным полем собственного тока.

При удельной мощности выше указанной, происходит ин­тенсивное кипение меди, рабочее сечение существенно сокращается, металл оказывается пережатым, и ток прекра­щается. После разрыва тока электродинамические силы исчезают, пузырьки всплывают, после чего прохождение тока возобновляется, разрывы тока проис­ходят 2 – 3 раза в секунду, нарушая нормальную работу печи.

2 Электрический расчёт

2.1 Определение ёмкости печи

2.1.1 Все ИКП работают с остаточной (несливаемой) ёмкостью расплавленного металла, т.н. ёмкостью болота G_б, кг /1, стр. 37/:

(3)

где k_б – коэффициент, учитывающий остаточную ёмкость (массу болота). Согласно /1, стр. 37/ k_б = 0,2 – 0,5, причём меньшие значения – для печей ёмкостью более 1 т, а большие – для печей ёмкостью менее 1 т, принимаем k_б = 0,25;

G – полная ёмкость печи, кг.

2.1.2 Полезная (сливаемая) ёмкость печи G_п, кг /1, стр. 50/:

(4)

2.2 Определение объёма ванны и выбор формы ванны печи

2.2.1 Объём ванны печи V_вп, м³ исходя из ориентировочного объёма жидкого металла в ванне печи /1, стр. 38/:

(5)

2.2.2 Форму ванны печи выбираем по ёмкости загрузки с учётом рекомендации /1, стр. 42/: для плавки меди и сплавов на её основе (латунь) при ёмкости загрузки до 3 т применяют печи с шахтной формой ванны. У печей с данной формой ванны плавильная камера выполнена в форме цилиндрической шахты с вертикальной осью. Преимущества такой конструкции – простота ремонта и замены футеровки ванны и удобство механизированной загрузки печи.