Стремление повысить а следовательно, путем повышения вторичного напряжения печных трансформаторов в первые годы работы ферросилициевых печей на советских заводах дало определенный положительный результат. На печах мощностью 7800 ква челябинского завода, введенных в работу в июле 1931 г., отказались от работы на четырех низших ступенях вторичного напряжения, долгое время работали на 5-й степени – 145 в, а в последние годы (увеличив также ток) освоили последнюю, 6-ю ступень – 160 в. При работе на напряжении 115 в при номинальном токе cos ? составлял 0,6, при вторичном напряжении 130 в cos ? = 0,74, соответственно поднялась фактическая мощность. Лишь на ступени 145 в достигли cos ? = 0,84; на 6-й ступени cos ? = 0,9. Несмотря на снижение на высших ступенях номинального тока, росла мощность печи, вследствие повышения cos ?, и еще быстрее росла полезная мощность. Наилучшие результаты были достигнуты на 5-й ступени. При переходе (на номинальном токе) на 6-ю ступень погружение электродов в шихту становилось недостаточным.

На печах челябинского завода с бифилярным токопроводом, пущенных в 1936 г., также поднято напряжение до высшего предела – 140 в и путем использования ненужных секций обмоток увеличена сила тока; cos ? здесь около 0,95.

На отечественной печи этого завода был установлен пятиступенчатый трансформатор. За отсутствием бифилярности короткой сети cos ? на низших ступенях был низок и работали на 3-й ступени – 161 в. В 1946 г. после переделки короткой сети оказалось возможным работать лишь на низшей ступени – 130,5 в. На низшей ступени (148 в) работали и на другой отечественной печи с включенной на «звезду» вторичной обмоткой трансформатора.

Наконец, печи кузнецкого завода, пущенные во время Великой Отечественной войны, работавшие сначала на 3-й ступени (номинально 164,5 в, фактически в то время – в 1943 г. – на 151 в), уже в 1944 г. были переведены на высшую, 4-ю ступени (182 в); cos ? при номинальном токе поднялся до 0,77 и выше, соответственно поднялась мощность. Как правило, росту мощности печей соответствовал еще больший рост производительности, что сказывалось на снижении удельного расхода энергии.

Идя по пути повышения вторичного напряжения, в одном случае достигли 182 в, а в другом использовали лишь ступень 130,5 в.

Для выяснения технологической пригодности некоторого напряжения надо перейти от номинальной величины вторичного напряжения (линейного при трехфазном токе) к фактически действующему в ванне печи полезному напряжению (на фазу для удобства сравнения). В табл. 39 приведены величины номинального вторичного напряжения и полезного фазного напряжения на печах различных заводов.

Из табл. 39 видно, что, из-за различия параметров токопровода нет постоянного соотношения между величинами вторичного напряжения печного трансформатора и полезного напряжения. Коэффициент использования напряжения данной ступени трансформатора, равный коэффициенту использования мощности k = cos ? • ?_э, для печей 1 цеха кузнецкого завода составляет 0,74, а для печей ЧФЗ, с вторичной обмоткой трансформатора, замкнутой на электродах, – 0,89. Поэтому разница в значениях полезных напряжений этих печей не так велика, как в значениях вторичных напряжений трансформаторов. 80 в – верхняя граница полезных напряжений для современных крупных ферросилициевых печей. При cos ? = 0,9 и ?_э = 0,9 на новых печах u_2лин не должно быть выше 180 в. Такой режим весьма требователен к размерам шихтовых материалов: попадание нескольких крупных кусков кокса к электроду вызывает резкое возрастание силы тока, необходимость уменьшения погружения электрода в шихту, что связано с ухудшением тепловой изоляции «тигля» и увеличением потери кремния >в виде SiO, либо необходимость введения избытка кварцита в ванну, что также ухудшает теплоизоляцию колошника, способствуя его спеканию, появлению газовых «свищей» и также излишней потере кремния в виде SiO. В итоге, для получения единицы кремния требуется израсходовать несколько больше энергии, чем при меньшем полезном напряжении (табл. 40).

В табл. 40 показаны лучшие годичные результаты работы на том или ином режиме. При низких значениях u_{полезн.фаз} эти результаты достигнуты благодаря соответствию электрического режима требованиям технологии (57 – 62 в соответствует меньший полезный удельный расход энергии), а при более высоких значениях u_{полезн.фаз} – в результате более высокого ?_э (71 – 79 в соответствует ?_э от 0,85 до 0,88).

Из приведенных данных следует, что улучшению ?_э в результате повышения u_{полезн.фаз} противостоит одновременное ухудшение «теплового» к.п.д., что хорошо видно на примере повышения напряжения до 80 в на печах Миге-Перрон в Запорожье: при резком улучшении ?_э удельный расход энергии уменьшился немного, дальнейшего повышения напряжения (возможного до 114 в) не произошло. В последнее время пытались установить повысительный трансформатор для печей 1 цех: ЧФЗ (бустер); удельный расход энергии при этом повысился Следовательно, работа по улучшению должна идти в на правлении улучшения конструкции и состояния токопровода Таков ответ [144] на вопрос о возможности эффективного повышения напряжения на ферросилициевых печах, поставленный в последний раз Г.А. Сисояном [145]. Иной раз приходится даже снижать полезное напряжение путем повышения реактивного сопротивления токопровода: практикуется, например, увеличение диаметра распада электродов. На печах Кузнецкого ферросплавного завода он достигал 2800 мм. В иностранной практике [2] 50%-ный ферросилиций выплавляют в печи мощностью 12 500 ква при и₂ 120 – 130 в, что соответствует u_{полезн.фаз} = 55 60 в.