Distributia curentului in electrozii unui furnal electric cu 3 faze

Baciu Gabriel Radu Palanga

Introducere

Majoritatea metalelor care se gasesc in natura, se gasesc sub forma de compusi ai siliciului sau in combinatie cu oxigenu.In industrie, cele mai importante metale neferoasesunt aluminiul, cuprul,zincul, plumbul ,staniul si nichelul.

Aluminiul este metalul cel mai raspandit din scoarta terestra, dar o mare parte din el nu poate fii extrasa economic. Aluminiul este un metal care reactioneaza usor cu alte substante,de aceea nu se gaseste niciodata singur, in stare libera.Argila contine aproximativ 25% aluminiu in greutate, metalul fiind combinat cu silicatide aluminiu. Principalul minereu din care se extrage aluminiul este bauxite, care este bogata in aluminahidrata-oxid de aluminiu combinat cu apa .Aluminiul se obtine din bauxite, prin electroliza –utilizarea unui current electric care separa componentele unui compus chimic. In procesul traditional , alumina anhidrata obtinuta din bauxite , se dizolva in criolit(fluoroaluminat de sodiu) topit. Un current electric trecut prin aceasta solutie descompune alumina in oxygen si aluminiu. Procesul are loc la o temperatura de aproximativ 1000*C. Metalul care se formeaza in stare topita,se formeaza In stare topita , este turnat un matrite.

(arboerele lumii)

Curentul necesar producerii reactiilor pentru obtinerea metalului,este distribuit de un sistem de 3 electrozi din grafit. In mod normal, puterea furnizata pe electrozi este de 20-40 MW. Curentul ce strabate un electrod este in jur de 60 000-100 000 A. In furnal au loc procese din intreaga paleta de fenome fizice si chimice, dar in acest articol vom face simulari pentru astudia efectul pelicula (din punct de vedere magnetic si electric).

Dintre problemele de natura electrica implicate,amintim:

-Rezistenta electrica a barelor de distributie si a cablurilor flexibile dintre transformatoare si electrozi , intr-un caz ideal, ar trebui sa fie egala pentru toate fazele.Astfel curentul furnizat va fi si el egal pe cele 3 faze.

-Reactanta este tinuta la un nivel cat mai redus posibil, astfel incat sa se reduca dimensiunile transformatoarelor dar sa se mentina cerintele privind puterea furnizata. Factorul de putere tipic pentru un furnal este in jur de 0.7.

- Datorita intensitatii foarte mari a curentului, este Indus si in echipamentele di imprejurimi. Acest impediment afecteazaatat design-l furnalului cat si materialele alese, iar ecranarea este necesara.

- In jurul electrozilor, curentul este furnizat prin bare de conductive. In mod special, in cazul electrozilor de tip auto-coacere curentulde pe electrozi trebuie sa fie cat mai apropiati ca valoare.

Datorita dimensiunilor foarte mari ale furnalului si a efectelor ce au loc in straturile subtiri de metal ce acopera electrodul, punctele de calcul vor fi putine , iar limitarile calculatoarelor trebuie luate in considerare.

3 electrozi activi I electrod activ

1 electrod activ 3 electrozi activ