Порядок выполнения работы. Собрать электрическую схему

1. Собрать электрическую схему. По заданию преподавателя взять навеску рудного сырья, углеродистого восстановителя. Приготовить из этих материалов шихту и поместить часть шихты между электродами экспериментальной установки, так, чтобы закрыть дно.
2. Включить трансформатор и задать максимальное напряжение. На шихту положить стальную пластину, чтобы края пластины не касались электродов (через холодную шихту ток не пойдет). Через шихту начнет течь ток, обусловленный наличием пластины. Разогреть шихту до такой степени (400-500^оС), чтобы ток не угасал при удалении пластины. Постепенно засыпать оставшуюся часть шихты. Следить за тем, чтобы шихта нагревалась равномерно по высоте. Добиваться этого помешиванием и регулированием напряжения.
3. После того как вся шихта равномерно прогрелась до первой температуры, указанной преподавателем, установить минимальное напряжение и записать соответствующую силу тока. Увеличивать напряжение и через каждые 20 Вольт записывать соответствующее значение силы тока.
4. Установить максимальное напряжение и подогреть шихту до следующей температуры. Следить за равномерностью нагрева. После достижения новой температуры повторить исследование как указано в п. 3. Следите за тем, чтобы контакты и проводка не нагревались. Если нагрев существенный остановить опыт и дождаться пока контакты остынут.
5. Аналогично по пунктам 2-4 повторить исследование, используя шихты с другим соотношением углеродистого восстановителя и рудного материала.
6. Все данные записать в таблицу 2.

4. Обработка экспериментальных данных, содержание отчета

1. Замерить расстояние между электродами, а также длину и ширину электродов. Обратить внимание на то, чтобы они били одинаковые для обоих электродов.
2. Просеять шихтовые материалы через сито 5 мм. Частички крупнее 5 мм вернуть на дробление и измельчение, а менее 5 мм использовать для приготовления шихты.
3. Рассчитать массовые доли различных компонентов шихты для выплавки электроферросплава по формуле:

n

X_i = G_i / å G_i, (7)

i=1

где: G_i - масса i-го компонента шихты, г

å G_i – общая масса шихты, г

n – количество компонентов шихты

1. Изучить гранулометрический состав используемых шихтовых материалов. Для этого взять пробу материала и произвести рассев на фракции 0-0,25; 0,25-0,5; 0,5-1,0; 1,0-2,0; 2,0-3,5 3,5-5 мм. Взвесить исходную пробу, подвергаемую рассеву и затем взвесить массу каждой фракции. Рассчитать средний ситовый размер i-ой фракции как среднее арифметическое между нижним и верхним пределом. Рассчитать весовую долю каждой фракции по формуле:

n

X_i = G_i / å G_i, (8)

i=1

где: G_i - масса i-ой фракции в материале, г

å G_i – общая масса материала, г

n – количество фракций в материале

Стараться, чтобы размер гранул всех компонентов был примерно одинаковым.

1. По формуле 5 рассчитать эквивалентный диаметр частиц, а по формуле 4 поверхность частиц.
2. Определить насыпную плотность каждого из шихтовых материалов следующим образом. Поместить пробу материала в емкость известного объема и взвесить это количество материала. Найти насыпную плотность g как отношение массы пробы к ее объему.
3. Постройте графики зависимости силы тока, протекающего через шихту от напряжения для каждой из температур (вольт-амперные характеристики твердой шихты). По данным графикам найти среднее сопротивление шихты R как тангенс угла наклона прямолинейного участка вольт-амперной характеристики.
4. Рассчитать экспериментальное удельное электрическое сопротивление шихты по формуле:

r = F * L / R, (9)

где: F – площадь сечения электрода, см²

L – расстояние между электродами, см²

R – сопротивление дуги, Ом

1. По формулам 1 и 2 рассчитать теоретическое удельное сопротивление шихты r_{теор (1)}. Электрическое сопротивление шихтовых материалов или найдите по справочным данным или найдите опытным путем на этой же установке, сравнить все данные.
2. Произвести обработку данных для нескольких диаметров частиц, и нескольких соотношениях углеродистого восстановителя и рудного материала
3. На основании полученных результатов, с помощью математического пакета корреляционно-регрессионного анализа установить многофакторную зависимость вида: удельное электрическое сопротивление шихты = f (эквивалентный диаметр частиц восстановителя, эквивалентный диаметр частиц рудного материала, массовая доля углеродистого восстановителя)

Таблица 2. Результаты исследования электрического сопротивления шихты для производства электроферросплавов

Контрольные вопросы:

1. Как теоретически рассчитать электрическое сопротивление шихты ?
2. Как рассчитать эквивалентный диаметр, площадь поверхности и насыпную массу частиц шихтовых материалов ?
3. Как диаметр частиц влияет на сопротивление шихты ?
4. Электрическое сопротивление шихты следует повышать или понижать ? Объясните.
5. Как можно изменить электросопротивление шихты ?
6. Какие виды восстановителя существуют ?
7. Какие требования предъявляются к восстановителю и какой восстановитель наилучший по этим показателям ?
8. При какой температуре шихта начинает проводить электрический ток ?
9. Как рассчитать опытное значение удельного электрического сопротивления ?
10. Какие закономерности были получены в данной работе ?