Resistance Heating of Oxide Slags - Theoretical Model and Experimental Validation

Kranti, R and Kumar, Manoj and Ranganathan, S and Saxena, S B Lal and Mehrotra, S P (2009) Resistance Heating of Oxide Slags - Theoretical Model and Experimental Validation. The Canadian Metallurgical Quarterly, 48 (4). pp. 387-397.

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Abstract

A tool for predicting the current distribution in systems where heat is generated through resistance heating of molten materials such as slags is crucial for understanding and controlling many industrial processes. There is very little information available in published literature to provide a comprehensive understanding of the complex relation between the properties of the slag, the geometry of the system, the heat generated and the heat lost. The ‘shell model’ is used in systems such as the submerged-arc furnace to evaluate the total current passing through the charge material as well as the current distribution in various regions of the furnace. Experiments were carried out to measure the current passing through liquid slag as a function of the dimensions of the electrode, geometry of the system, applied voltage, height of the slag column and the depth of immersion of the electrode in the slag. There was good agreement between the predictions of the shell model and the experimental observations. The model also successfully predicts the minimum height of the slag column required for sustaining resistance heating and also the influence of current on the erosion of the electrode. Résumé: Un outil pour prédire la distribution de courant dans les systèmes où la chaleur est engendrée par le chauffage par résistance de matériaux fondus, comme la scorie, est d’importance critique pour la compréhension et le contrôle de beaucoup de procédés industriels. Il y a très peu d’information disponible dans la littérature publiée qui fournit une compréhension globale de la relation complexe entre les propriétés de la scorie, la géométrie du système, la chaleur engendrée et la chaleur perdue. Le ‘modèle de la coque’ est utilisé dans les systèmes comme le four à arc submergé pour évaluer le courant total passant au travers de la charge de matériau ainsi que la distribution de courant dans les diverses régions du four. On a effectué des expériences pour mesurer le courant passant à travers la scorie liquide en fonction des dimensions de l’électrode, de la géométrie du système, du voltage appliqué, de la hauteur de la colonne de scorie et de la profondeur d’immersion de l’électrode dans la scorie. Il y avait un bon accord entre les prédictions du modèle de la coque et les observations expérimentales. Le modèle a également prédit avec succès la hauteur minimale de la colonne de scorie requise pour soutenir le chauffage par résistance et également l’influence du courant sur l’érosion de l’électrode.

Item Type:Article
Official URL/DOI:http://pubservices.nrc-cnrc.ca/rp-ps/absres.jsp?jc...
Uncontrolled Keywords:Resistance Heating of Oxide Slags
Divisions:Metal Extraction and Forming
ID Code:1738
Deposited By:Dr. A K Sahu
Deposited On:27 Sep 2010 17:37
Last Modified:03 Jan 2012 12:24
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