Нагрев и плавление расходуемого электрода

При ЭШП расходуемый электрод нагревается и плавится под действием внутреннего (по закону Джоуля – Ленца) и внешнего (за счет теплопередачи от шлаковой ванны) источников нагрева.

Переменный ток промышленной частоты вследствие поверхностного эффекта увеличивает активное сопротивление R_шли создает неравномерную по сечению теплогенерацию, особенно при ЭШП магнитных сталей, когда μ_r >> 1, и зависит от напряженности магнитного поля
Н = I_шл/П,где П – периметр сечения электрода. В начальный период работы печи ЭШП происходит прогрев расходуемого электрода; продолжительность этого периода зависит от теплофизических свойств переплавляемого металла, линейных размеров поперечного сечения, условий теплоотдачи излучением и конвенцией с поверхности электрода в окружающую среду и составляет несколько часов. Установившаяся температура поверхности электрода достигает 600...700 К (в зависимости от интенсивности теплогенерации q_V) с возможным перепадом по сечению 100...200 К.

Вблизи зеркала шлаковой ванны температура резко возрастает благодаря теплообмену со шлаковой ванной излучением (выше зеркала) и теплопроводностью (через поверхность погруженного в расплавленный шлак конца расходуемого электрода). В перемещающемся (со скоростью подачи υ_эд) расходуемом электроде устанавливается квазистационарное температурное поле. По данным ИЭС, с учетом реальных значений υ_эд на печах ЭШП такое поле существует в пределах расстояния одного диаметра (или большей стороны прямоугольного сечения). Распределение температуры электрода от зеркала шлаковой ванны близко к экспоненте. Расходуемый электрод достигает зеркала шлаковой ванны с температурой ниже температуры солидус шлака, и на его поверхности возможно образование шлакового гарнисажа соответствующей толщины. Поэтому конец электрода, погруженный в жидкий шлак, имеет три зоны:

первую, в которой электрод покрыт гарнисажем;

вторую, в которой гарнисаж расплавился и электрод непосредственно контактирует с жидким шлаком;

третью, в которой происходит оплавление торца электрода
(см. рис. 62) и формируются капли жидкого металла.

Процесс нагрева и плавления расходуемого электрода при ЭШП связан с затратой удельной теоретической энергии W_у.тна дополнительный нагрев от установившейся температуры Т_уст(при нагреве электрическим током) до температуры солидус T_s металла (с учетом энергозатрат на возможные фазовые переходы первого рода до этой температуры), нагрев до температуры ликвидус T_l (т.е. плавление металла) и перегрев жидкого металла на торце электрода до температуры Т_кпл,при которой происходит отрыв капли:

, (129)

где с_т, с_ж и с_ср – удельная теплоемкость твердого и жидкого металла и средняя (для интервала температур Т_уст...Т_кпл) теплоемкость переплавляемого металла;

Λ – удельная теплота фазового перехода первого рода (при плавлении).

В зависимости от физических свойств шлака и металла перегрев капли ΔT = Т_кпл– T_l составляет 40...120 К.

Для ЭШП стали можно принять W_у.т ≈ 300...350 кВт∙ч/т.

Процесс ЭШП характеризуют массовой скоростью Q_т (т/ч) плавления расходуемого электрода (или наплавления Q_{т н} и кристаллизации Q_{т кл} слитка). При этом необходимая полезная мощность

. (130)

Тепло, выделяемое в шлаковой ванне согласно (124), передается через граничные поверхности. Циркуляция жидкого шлака создает конвективную теплопередачу и усиливает эквивалентную теплопроводность в шлаковой ванне. По данным ВНИИЭТО, эквивалентный коэффициент теплопроводности λ_экв составляет 50...150 Вт/(м∙К) при теплопередаче поперек потока и 20...50 кВт/(м∙К) – при теплопередаче вдоль потока при скорости движения шлака порядка 0,1 м/с, т.е. возрастает в 300–400 раз.

Сущностью технологии ЭШП является капельный перенос металла с торца расходуемого электрода через шлаковую ванну. За время кратковременного (0,1...0,3 с) движения капли через объем перегретого шлака (со скоростью 2...3 м/с) металл дополнительно нагревается на 30...50 К. Однако капли электродного металла, поступающие в металлическую ванну, имеют температуру Т_мниже, чем температура шлака Т_шл. Поэтому между шлаковой и металлической ваннами существует перепад температур (температурный напор), вызывающий теплопроводность между двумя несмешивающимися жидкостями. Сложность расчета обусловлена отсутствием четко выраженной поверхности раздела, поскольку площадь поверхности металлической ванны s_м постоянно совершает колебания, вызванные падением капель и электродинамическими воздействиями. В таких случаях говорят о конвективном теплообмене, т.е. рассматривают совместный процесс конвекции и теплопроводности. Если на границе между шлаковой и металлической ваннами выделить относительно тонкую переходную область, в которой происходит перенос тепла при перемещении макрочастиц жидкого металла и жидкого шлака из области с температурой Т_шл в область Т_м, можно условно применить уравнение конвективного теплообмена

, (131)

где α_шл–м – коэффициент теплообмена между шлаковой и металлической ваннами, составляющий, по данным ИЭС, 2...4 кВт/(м²∙К).

По данным ВНИИЭТО, температура Т_мсоответствует перегреву жидкого металла над температурой плавления порядка 250...450 К, что превышает возможный перегрев электродного металла и подтверждает возможность интенсивного теплообмена через зеркало металлической ванны.

В радиальном зазоре Δ (см. рис. 62, а) между кристаллизатором и электродом существует тепловой поток излучения Ф_изл (кВт) с теплоотдающей поверхности шлаковой ванны, имеющей температуру Т_шли степень черноты ε_шл ~ 0,7 для условий ЭШП:

, (132)

где – линейный коэффициент заполнения кристаллизатора в шлаковой ванне, равный при использовании N расходуемых электродов , где s_эд1 и s_кл – площадь поперечного сечения одного электрода и кристаллизатора соответственно.

Поток Ф_изл частично излучается на электрод, повышая его температуру вблизи зеркала шлаковой ванны; частично теряется через кольцевой зазор в окружающую атмосферу и через водоохлаждаемую поверхность кристаллизатора. Эти потери можно уменьшить, если, во-первых, снизить температуру поверхности шлаковой ванны, например, заглубив электрод в шлаковую ванну, когда горячая подэлектродная зона удаляется от зеркала ванны, и, во-вторых, увеличить коэффициент заполнения кристаллизатора k_з.к, если это не противоречит условиям кристаллизации слитка и не ухудшает токораспределения.

Наличие водоохлаждаемого кристаллизатора при ЭШП создает большой перепад температуры между шлаковой ванной и охлаждающей водой, вызывая интенсивную теплопередачу через стенку кристаллизатора Ф_шл–кл, характеризуемую следующими особенностями:

1. Тепловое сопротивление цепи «шлак – вода» включает в себя несколько тепловых сопротивлений: теплоотдачи от жидкого шлака к шлаковому гарнисажу ; теплопроводности гарнисажа ; контактное сопротивление на границе «гарнисаж – стенка» R₃; теплопроводности стенки кристаллизатора и теплоотдачи от стенки к охлаждающей воде . Из-за низкой теплопроводности твердого шлака R₂ имеет наибольшую величину и определяет основной перепад температуры (рис. 70).

Рис. 70. Схема теплопередачи через стенку кристаллизатора
толщиной ∆_ст, покрытую слоем шлакового гарнисажа ∆_гр

2. Изменяется толщина гарнисажа Δ_гр, поскольку его поверхность, соприкасающаяся с жидким шлаком, является подвижной границей раздела твердой и жидкой фаз, имеющей постоянную температуру плавления для данного химического состава шлака. В квазистационарном режиме ЭШП подвод тепла Ф_тв от жидкого шлака к фазовой границе равен теплоотводу Ф_то от нее к охлаждающей воде. При увеличении Ф_тв или снижении Ф_то к фазовой границе подводится больше тепла, чем отводится (Ф_тв > Ф_то). Так как температура фазовой границы не может измениться, начнется расплавление гарнисажа, в результате чего уменьшатся Δ_гр и R₂, возрастет Ф_то и наступит новое квазистационарное равновесие Ф_тв = Ф_то при более тонком гарнисаже. При снижении Ф_тв или увеличении Ф_то произойдет увеличение толщины гарнисажа.

3. Величина потока Ф_шл–кл не зависит от условий теплоотвода, поскольку его величина определяется только условиями теплоподвода из шлаковой ванны:

, (133)

где s_тв – площадь тепловоспринимающей поверхности шлакового гарнисажа, практически равная площади внутренней поверхности кристаллизатора на высоте (глубине) шлаковой ванны h_шл.

Изменение условий теплоотвода (изменение скорости и температуры теплоносителя, применение жидкометаллических теплоносителей и др.) при постоянном теплоподводе к фазовой границе приводит лишь к изменению толщины гарнисажа, что может играть существенную роль при формировании поверхности слитка, но не оказывает влияния на тепловые потери шлаковой ванны. Поэтому поток Ф_шл–кл снижают уменьшением площади s_тв поверхности соприкосновения кристаллизатора с жидким шлаком. На печи ЭШП с заданным размером кристаллизатора это возможно при наведении шлаковой ванны минимально допустимой (по условиям технологии ЭШП) глубины h_шл. По данным ИЭС, доля потока Ф_шл–кл от всей мощности Р_шл,выделяемой в шлаковой ванне, составляет 0,4...0,7 в зависимости от коэффициента (степени) развития гарнисажа s_тв/s_cт(по аналогии с другими металлургическими печами) в пределах от 1 до 4.

Механическое оборудование

Механическое оборудование печи ЭШП (см. рис. 62, б) включает кристаллизаторс кареткой, поддон, устанавливаемый обычно на тележке, несущую конструкцию для электрододержателя с расходуемым электродом, стойкуи необходимые механизмы для передвижения расходуемого электрода, кристаллизатораи тележки поддона. Кроме этого, в комплект печи ЭШП могут входить различные вспомогательные технологические устройства (для заливки и удаления шлака, продувки газами или газопорошковыми смесями, создания инертной или контролируемой атмосферы, присадки легирующих материалов и раскислителей и т.д.).

Кристаллизатор

Кристаллизатор в соответствии с назначением является основным и наиболее ответственным рабочим элементом печи ЭШП, конструкция которого в значительной мере определяет устойчивость процесса формирования слитка, его качество, технико-экономические показатели, надежность и взрывобезопасность работы печи ЭШП.

Кристаллизатор имеет внутреннюю рабочую стенку, формирующую слиток и называемую кокилем*, и необходимую систему охлаждения с подводящим (напорным) и отводящим (сливным) коллекторами и патрубками.

По принципу формирования слитка различают следующие кристаллизаторы: кристаллизаторы-изложницы, короткие подвижные и комбинированные (для фасонных отливок).

Первый тип упрощает конструкцию печи ЭШП, поскольку слиток длиной l_cл наплавляют в неподвижном кристаллизаторе. Для этого длина кокиля

(134)

где Δl – конструктивный размер для размещения системы охлаждения.

Кристаллизаторы-изложницы применяют для производства слитков и отливок массой 10...20 т, хотя имеет место и производство «кузнечных» слитков массой до 200 т методом ЭШО.

Подвижные кристаллизаторы несколько усложняют конструкцию и эксплуатацию печей ЭШП, поскольку необходим специальный механизм передвижения и возникают технологические трудности обеспечения взаимного «скольжения» поверхностей кокиля и слитка, но имеют меньшую материалоемкость, особенно при производстве крупных (более 20 т) и особокрупных (до 200 т) слитков. Такой кристаллизатор (рис. 71) имеет шлаковую надставку для шлаковой ванны, собственно кристаллизатор и переходный фланец, определивший термин «Т-образный» кристаллизатор. Длина кокиля кристаллизатора составляет от 0,3 до 0,7 поперечного размера слитка. Большее поперечное сечение шлаковой надставки позволяет при данном значении коэффициента заполнения кристаллизатора k_з.к иметь коэффициент заполнения слитка k_з.сл равным 1,0...1,1 и работать без механизма передвижения расходуемых электродов.

Рис. 71. Схема Т-образного кристаллизатора:
а – заливка шлака в начале плавки; б – слив шлака в конце плавки;
1 – шлаковая надставка; 2 – переходный фланец; 3 – кристаллизатор;
4 – поддон; 5 – воронка; 6 – подвижная плита; 7 – привод; 8 – сливная труба; 9 – слиток

Материал рабочей стенки кристаллизатора должен обладать хорошей электро- и теплопроводностью, достаточной прочностью и твердостью, антифрикционными свойствами (особенно для подвижных кристаллизаторов), не смачиваться жидкими металлом и шлаком. Обычно применяют красную медь марки Ml...МЗ (ГОСТ 859–2001), хромистую бронзу марки БрХ0,8 (ГОСТ 493–79), реже сталь. Кокили круглого сечения диаметром до 450...500 мм изготовляют из цельнотянутых медных труб с толщиной стенки 10...25 мм. Внутреннюю поверхность кокиля кристаллизаторов-изложниц обрабатывают на конус, уширяя книзу (конусность 1...2 %), что необходимо для извлечения наплавленного слитка при подъеме кристаллизатора. Кокили диаметром более 500 мм и прямоугольного сечения сваривают из медных или бронзовых листов толщиной до 40 мм. Для крупных цилиндрических слитков и слитков-слябов кристаллизаторы собирают из отдельных водоохлаждаемых панелей (панельные кристаллизаторы) (рис. 72). Панель представляет собой медную или бронзовую плиту толщиной до 100 мм, усиленную снаружи стальным корпусом с ребрами жесткости. Во избежание нагрева корпуса (из-за перемагничивания в магнитном поле печи ЭШП) его изготовляют из немагнитной стали. Одним из достоинств панельных кристаллизаторов является возможность достаточно простого изменения формы поперечного сечения выплавляемых слитков. Например, перемещением даже одной узкой панели четырехпанельного кристаллизатора можно получить слитки прямоугольного сечения с различным размером широкой стороны (см. рис.72, а). Панели переставляют вручную или специальным механизмом, смонтированном на корпусе кристаллизатора.

Рис. 72. Панельные кристаллизаторы для листовых (а) и кузнечных (б) слитков и варианты охлаждения панелей (в – д):
1 – корпус; 2 – панель; 3 – каналы для охлаждающей воды; 4 и 5 – отвод и подвод воды; 6 – уплотнение

Рабочая стенка кристаллизатора испытывает интенсивные тепловые нагрузки, особенно в зоне контакта с жидким шлаком вблизи зеркала шлаковой ванны (до 1...1,5 МВт/м²).

В кристаллизаторах-изложницах зона максимальных тепловых нагрузок перемещается по стенке кокиля снизу вверх, по мере наплавления слитка. Поэтому систему охлаждения рассчитывают на воздействие максимально возможных тепловых нагрузок по всей поверхности кокиля. Подвижные кристаллизаторы работают в условиях четкого распределения тепловых нагрузок по высоте кристаллизатора. При этом максимальные тепловые нагрузки можно снизить за счет огнеупорной футеровки внутренней поверхности шлаковой надставки.

По конструкции системы охлаждения различают кристаллизаторы открытого, полуоткрытого и закрытого типа (рис. 73).

Рис. 73. Системы охлаждения кристаллизаторов печей ЭШП:
а – открытая (испарительная), б – полузакрытая, в – закрытая;
1 – кокиль, 2 – коллектор подвода воды, 3 – коллектор отвода воды,
4 – сетка, 5 – кожух (водяная рубашка)

Кристаллизатор открытого типа (рис. 73, а) имеет одностенную конструкцию. Медный или чаще стальной кокиль с толщиной стенки 8...10 мм обтянут металлической панцирной сеткой. В ряде конструкций наружная поверхность кокиля имеет нарезку, поперечные рифления или продольные пазы. Это необходимо для обеспечения равномерного свободного стекания воды, подаваемой из верхнего подводящего коллектора с отверстиями диаметром 2...3 мм («брызгала»), в водосборник. Достоинством такой «оросительной» системы охлаждения является резкое снижение объемного расхода воды (порядка 5...6 м³/ч) и уменьшение взрывоопасности. Однако при неплотном прилегании сетки и неравномерном охлаждении возможно коробление, особенно стального кокиля квадратного или прямоугольного сечения, в связи с чем кристаллизаторы такого типа применяются лишь в мелкосерийном производстве слитков и фасонных отливок.

Кристаллизатор полузакрытого типа (рис. 73, б) – двухстенный с открытой полостью шириной 60...100 мм между кокилем и стальным немагнитным корпусом. Вода поступает в полость снизу по подводящему коллекторуи свободно стекает вверх по отводящему коллектору. Такая система охлаждения обеспечивает теплоотвод от кокиля в результате конвективной теплоотдачи и при локальном пузырьковом кипении недогретой, т.е. имеющей температуру ниже Т_кип, воды. Поскольку из-за большой тепловой нагрузки температура теплоотдающей поверхности кокиля в зоне шлаковой ванны может превышать 373 К, на поверхности образуются паровые пузырьки, разрушающие ламинарный пограничный слой воды с высоким тепловым сопротивлением и тем самым существенно усиливающие конвективную теплоотдачу α_вд. Кроме этого, при локальном кипении усиливается теплоотвод при поглощении теплоты фазового перехода первого рода (испарительное охлаждение). При движении воды вверх пузырьки пара смываются с поверхности кокиля, частично конденсируясь в основном потоке воды, частично всплывая на открытую поверхность воды в полости между кожухом и кокилем (что послужило поводом назвать такие кристаллизаторы «самоварами»). Слабыми сторонами такой конструкции являются недостаточная жесткость верхнего фланца кокиля и выделение водяного пара в атмосферу цеха. Кристаллизаторы полузакрытого типа применяют на малых печах ЭШП.

Кристаллизатор закрытого типа (рис. 73, в) имеет герметичную узкую полость шириной 15...25 мм (водяную рубашку), где снизу вверх протекает под давлением (напором) 0,4...0,5 МПа и с определенной скоростью v теплоноситель (вода или жидкие легкоплавкие металлы).

Поскольку форма кокиля кристаллизатора (кроме панельного) однозначно определяет сечение наплавленного слитка, печи ЭШП комплектуют набором сменных кристаллизаторов на весь возможный сортамент слитков.

Поддон является основанием, на котором начинается процесс ЭШП (наведение шлаковой ванны, наплавление слитка), днищем для кристаллизаторов-изложниц и токоведущим элементом для однофазных печей ЭШП (см. рис. 62, а). Поддон находится под силовым воздействием массы наплавляемого слитка и кристаллизатора-изложницы сверху и внутреннего давления охлаждающего теплоносителя (для воды 0,4...0,5 МПа) снизу в условиях достаточно интенсивных тепловых нагрузок, особенно в начале плавки (0,5...1 МВт/м²).

Поддон состоит из медной или бронзовой (для крупных печей ЭШП) плиты толщиной до 150 мм и системы охлаждения. Плита имеет узел для подсоединения вторичного токопровода.

По конструкции системы охлаждения различают поддоны тарельчатого и щелевого типа.

Для заливки жидкого шлака в кристаллизатор через сифон плита поддона должна иметь специальный паз-канал.

Для защиты плиты поддона от чрезмерных тепловых нагрузок при заливке жидкого шлака и в начальный период плавки и для создания надежного электрического контакта с наплавляемым слитком (в однофазных печах ЭШП) на поддон укладывают массивные, специально проточенные шайбы толщиной 20...100 мм из стали той же марки («затравки»). При «жидком старте» печи ЭШП для предотвращения затекания шлака между затравкой и плитой поддон может иметь различные устройства и механизмы для ее крепления. На печах ЭШП с Т-образным подвижным кристаллизатором для закрепления слитка к поддону применяют специальные затравки-захваты или водоохлаждаемые захваты, шарнирно закрепляемые на корпусе поддона и освобождающие слиток с помощью соответствующего привода.

Щелевые поддоны с прямоточным охлаждением работают с высоким объемным расходом охлаждающей воды Q_V. Поэтому по окончании начального периода плавки, когда снижается интенсивность тепловой нагрузки поддона, целесообразно уменьшить Q_V и даже отключить систему охлаждения.

Кристаллизатор с поддоном устанавливают на самоходной тележке для выкатывания наплавленного слитка от печи ЭШП в пролет цеха. Обычно тележка имеет электромеханический привод; скорость передвижения составляет 1...3 м/мин. Для корректировки положения кристаллизатора относительно электродов тележка поддона имеет двухкоординатный суппорт.

Электрододержатель

Конструкция электрододержателей печей ЭШП должна учитывать следующие особенности их эксплуатации:

1) недоиспользование электродного металла (в виде огарка) при непосредственном креплении расходуемых электродов в корпусе электрододержателя;

2) трудность при установке длинных расходуемых электродов (при малом коэффициенте заполнения кристаллизаторов-изложниц) в корпус электрододержателя (аналогично ДСП);

3) большая масса расходуемого электрода на крупных одноэлектродных печах ЭШП;

4) увеличение числа электродов (до 7) на многоэлектродных печах ЭШП;

5) использование электродов разного поперечного сечения.

Все это является причиной большого многообразия конструкций электрододержателя на действующих печах ЭШП.

Электродный металл наиболее полно используют, когда расходуемые электроды устанавливают на печи ЭШП с помощью специальной многократно используемой (т.е. несплавляемой) головки. Головка позволяет применять расходуемые электроды разного сечения, удобно транспортировать в пролете цеха, надежно крепить в электрододержателе, создавать токоподвод с минимальным контактным сопротивлением. Наличие головок позволяет иметь наиболее рациональную конструкцию электрододержателя.

Головки изготовляют, как правило, из углеродистой* стали, что позволяет их крепить к расходуемым электродам электрошлаковой сваркой. Для обеспечения электрического контакта с электрододержателем головка имеет специальные контактные заплечики, выполненные из меди или бронзы.

Электрододержатели печей ЭШП могут быть стационарные, жестко закрепленные на несущей конструкции для одного – трех расходуемых электродов и съемные на многоэлектродных печах ЭШП. В последнем случае расходуемые электроды закрепляют в электрододержателе вне печи, на специальных стендах, что сокращает время подготовки печи к плавке. При этом съемные электрододержатели могут выполнять функции головки расходуемых электродов.

Расходуемые электроды массой до 5 т закрепляют в электрододержателе за счет сил трения (фрикционного типа, как в ДСП), возникающих вследствие приложения внешних сил (сила тяжести противовеса, пружина). Эти же внешние силы создают необходимое контактное давление.

Для удобства установки длинных расходуемых электродов (без увеличения высоты подкрановых балок) часто применяют в отличие от ДСП фрикционные электрододержатели клещевого типа, которые позволяют вводить электрод сбоку, между рычагами клещей (рис. 74).

В печах ЭШП большой вместимости в качестве силового воздействия используют силу тяжести расходуемых электродов (электрододержатели гравитационного** типа), при этом электрод или, что электротехнически более целесообразно, головка с контактными заплечиками (рис. 75) опирается на токоподводящую поверхность электрододержателя. При этом, конечно, необходимо, чтобы сила тяжести несплавляемой части электрода была достаточной для создания необходимого контактного давления в электрододержателе к концу плавки.

Рис. 74. Схема клещевого фрикционного электрододержателя двухэлектродной печи ЭШП:
1 – электроды; 2 – рычаги; 3 – пружинно-пневматический механизм зажима; 4 – токоподводящие плиты; 5 – электроизоляция

Рис. 75. Схема гравитационного электрододержателя:
1 – расходуемый электрод; 2 – сварной шов; 3 – «головка»;
4 – электрододержатель; 5 – токоподводящая плита; 6 – контактная щека; 7 – транспортировочная скоба; 8 – заплечики

Форма контактирующих поверхностей может быть плоской, призматической, конусной и т.п. Размер поверхности должен обеспечивать теплоотвод и соответствующий температурный режим контакта. Токоведущие элементы электрододержателей на большие рабочие токи должны иметь водяное охлаждение.

При расчете размеров контактных поверхностей электрододержателей печей ЭШП принимают следующие значения допустимой плотности тока, А/мм²: медь неохлаждаемая 1,2; медь охлаждаемая 4,8; сталь неохлаждаемая 0,3; сталь охлаждаемая 1,2; контакт «медь – сталь» 0,1...0,2.

Необходимое при ЭШП передвижение расходуемых электродов обеспечивают соответствующим механизмом (см. рис. 62, б). Этот механизм служит для подачи электрода с регулируемой скоростью υ_эд (см. рис. 62, а) по мере его сплавления (рабочая скорость) и для передвижения несущей конструкции электрододержателя во время вспомогательных операций по установке или снятию электрода (монтажная скорость). Скорость подачи υ_эд в общем случае определяется алгебраической суммой линейных скоростей сплавления расходуемого электрода υ_спл и наплавления слитка υ_напл, значения которых при равенстве массовых скоростей Q_{т н} и Q_{т кл} зависят от соотношения площадей поперечного сечения, т.е. от квадрата линейного коэффициента заполнения слитка k_з.сл:

. (135)

Скорость υ_эдсоставляет 1...50 мм/мин, снижаясь на более крупных печах ЭШП обратно пропорционально массе наплавляемого слитка.

Для регулирования υ_эд с учетом технологии ЭШП в качестве привода применяют электродвигатели постоянного тока, допускающие изменение частоты вращения вала (и скорости υ_эд) в пределах 1…100.

Поскольку для сокращения времени подготовки печи к плавке целесообразно иметь более высокую скорость передвижения несущей конструкции, на печах ЭШП применяют двухскоростной двухдвигательный привод (см. рис. 62, б, позиция 10) с использованием в качестве расщепителя скоростей дифференциального редуктора и двух электродвигателей: постоянного тока – для регулируемой рабочей скорости υ_эди асинхронного – для нерегулируемой монтажной скорости υ_мж. На крупных печах ЭШП υ_мж превышает υ_эд в 500–1000 раз, что определило второе название этой скорости – маршевая. На печах ЭШП применяют и однодвигательные приводы на основе двигателей постоянного тока с тиристорным управлением, допускающих регулирование скорости в пределах 1…500 или 1…700.

Конструктивное исполнение механизма передвижения расходуемых электродов может быть двояко: на самоходной несущей конструкции с рейкой, закрепляемой на каркасе (стойке) печи ЭШП
(см. рис. 62, б, позиция 11), или с применением механической передачи от привода, располагаемого на неподвижном основании (на верхней площадке каркаса или на полу цеха). В качестве механической передачи применяют винтовую (на малых печах), тросовую (на малых и средних печах) или цепную (на крупных и особо крупных печах).