Sistemas De Alimentacion

Consumo de Electrodos - Aplicación práctica de la fórmula
( Ver aplicación práctica al final )
Luis R. Jaccard
Fue comprobado en laboratorio y en la práctica que el consumo de la punta de los electrodos, por unidad de tiempo, es proporcional a la corriente al cuadrado:
Cep ( kg/h ) = K x I2 ( 1 )
( Esto es bastante lógico, porque coincide com la fórmula de la potencia generada en unresistor: P = I2 x R ).
Con base en la fórmula anterior y en la siguiente figura conseguimos deducir la fórmula del consumo específico de electrodos.

Figura 1 - Conicidad del electrodo provocada por oxidación lateral
En primer lugar hay que considerar que el electrodo después de un cierto tiempo adquiere un cierto perfil como el de la figura 1. El electrodo se va afinando a medida que llega a lapunta debido a la oxidación lateral. La porción que está en determinado momento en la punta del electrodo ya estuvo algunas horas ( o dias ) antes en la parte superior del mismo y sufrió durante todo ese tiempo un desgaste lateral que disminuyó el diámetro de D para d. Si bien la oxidación está desgastando el electrodo, el consumo efectivo sólo va a ser computado a medida que la longitud del electrododisminuya ( a no ser que el electrodo sin circulación de corriente permanezca tanto tiempo dentro del horno que se consuma totalmente en forma lateral, lo que es un caso irreal ).
A pesar que el electrodo se está consumiendo por la punta con un peso proporcional a d2, el consumo real computado, cada vez que la longitud L con diámetro d es consumida, es proporcional a D2 ( porque lo que interesaes que ya se gastó una longitud L del electrodo original de diámetro D ).
O sea, el electrodo se consume con una velocidad que es inversamente proporcional al diámetro de la punta "d", mas, cuanto mayor es la oxidación lateral, menor es "d" y, por tanto, para determinado valor de corrente, mayor es la velocidad de consumo.

O sea, el consumo total del electrodo por unidad de tiempo seráproporcional a la densidad del material del electrodo y al volumen de electrodo de diámetro D consumido en un cierto tiempo T ( peso de electrodo consumido por unidad de tiempo ).
Cet ( kg/h) = K x Dens. ( kg/cm3 ) x V ( cm3 ) / T ( h) =
= K x Dens. x L x D2 / T ( 2 )
Por otro lado, el consumo de la punta del electrodo es proporcional a d2:
Cep ( kg/h ) = K x Dens. x L x d2 / T ( 3 )
A partir de ( 2) y ( 3 ) se llega a la conclusión, más o menos óbvia, que el consumo total de electrodos es igual al consumo de punta multiplicado por D2 / d2.
Cet ( kg/h ) = Cep ( kg/h ) x D2 / d2 ( 4 )
Mas, de acuerdo con ( 1 ), el consumo de punta es proporcional a I2 y, por lo tanto:
Cet ( kg/h ) = K x I2 x D2/d2 ( 5 )
Donde se llega a la importante conclusión que el consumo de electrodos en kilogramospor unidad de tiempo es proporcional a la corriente al cuadrado y a la relación entre la sección original del electrodo y la sección de la punta.
Interesa hallar la ecuación que representa al consumo específico de electrodos ( kg/t ), lo cual se consigue recordando que la productividad del horno ( t/h ) es proporcional a la potencia activa ( kW ) e inversamente proporcional al consumo específicode energía eléctrica Qee ( kWh/t ).
Productividad ( t/h ) = P ( kW ) / Qee ( kWh/t ) ( 6 )
La anterior es la productividad referida al tiempo de horno conectado ( que es cuando realmente hay consumo de punta ).
El consumo específico de electrodos, en kilogramos de electrodo por tonelada de acero producida, será igual al consumo de electrodos por hora, dividido por las toneladas producidas enuna hora ( equación ( 5 ) dividida por (6 ) ).
Ce ( kg/t ) = Cet ( kg/h ) / Prod ( t/h ) = K x ( I² / P ) x ( D² / d² ) x Qee ( 7 )
Esta es la fórmula final del consumo de electrodos. En la misma se puede ver que el consumo de electrodos no tiene cualquier relación con el tiempo tap to tap ( D2/d2 no depende del tiempo tap to tap ).
El consumo específico de electrodos es proporcional a: la...