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意大利达涅利公司最近成功制造世界上最大的420T直流电弧炉成功投产

【摘要】:

                                                                         世界上最大的直流电弧炉:420吨

      长期 以来,炼钢电弧炉一直采用交流三相式电弧炉。但是,交流电弧炉本身存在着一系列难以克服的缺点。20世纪70年代~80年代,一些工业发达国家纷纷开发直流炼钢电弧炉(DCEAF),并获得了显著的进展。日本在研制直流电弧炉方面起步较晚,但是发展最快,是目前投入使用直流电弧炉数量最多的国家。单台大容量电弧炉是最近几年炼钢业发展的趋势,可以满足钢厂对更高生产率的需求。 

  近几年,由于大功率晶闸管技术的发展和应用,直流电弧炉以其优点又重新引起人们的重视。意大利最近制造成功世界上最大的420吨直流电弧炉、420吨钢包精炼炉和双真空脱气系统。该电炉用于生产低碳钢、超低碳钢和高级脱氧镇静钢,年产量为260万吨。第一台超高功率双石墨顶电极直流电弧炉于2010年6月在东京制钢公司田原工厂成功投产,现在运行良好。这台特大型直流电弧炉设计生产率为360t/h,具有高效率、低运行成本的特点。这种炉型代表着最新的市场趋势,即炼钢者越来越关注提高钢厂的生产率和保证钢的高品质。 

       直流电炉的特点 

  此直流电弧炉的机械设备由炉体、炉盖及其提升与旋转机构、电极及其升降机构、大电流线路、液压系统、冷却水及压缩空气系统等组成。它的供电系统不同于交流电弧炉,配有整流器和电抗器,在炉底装置接电点构成电流回路,接电点的维护和寿命是直流电弧炉操作中的关键问题,一般在炉底钢板上放铜板,以利于导电,铜板上砌三层镁碳砖,再在其上打结耐火材料。 

  东京制钢田原工厂生产中碳钢、低碳钢和超低碳钢,炉子设计为全平台,对分炉壳,采用连续废钢加料Consteel和双石墨电极直流技术。该直流电弧炉的主要技术参数见表1。 

表1 420t超高功率双石墨电极直流电弧炉主要技术参数

  此直流电弧炉的电源由变压器、晶闸管、直流电抗器和其他辅助设备构成。直流电弧炉电源的核心在于晶闸管。随着晶闸管技术的应用及发展,大功率直流电源设备的制造技术难题已经解决。此台DCEAF设计有2个阴极(双石墨顶电极直流技术)和4个水冷底阳极,每个阳极的电流为70kA,总电流为280kA。同单个阴极设计相比较而言,双石墨电极技术能够提供非常高的功率和较小的电极直径,对电网干扰少。(欢迎关注“电炉炼钢”) 

  直流电弧炉由于消除了电磁感应的影响,二次导体上只有直流电阻损失,导体周边的机械结构也无需再使用非磁性材料,电极的振动现象也消除了。为防止突变电流并稳定电弧,在直流回路中还要装配直流电抗器。在交流电弧炉中电弧总是以30°~45°角向炉壁倾斜,因而形成热点;直流电弧炉中电弧是以15°~30°角指向熔池,并在电磁力作用下每秒绕中心随机旋转几次。电弧长度是指电极端部到熔池的直线距离,在交流情况下电弧长度为1mm/V弧,由于直流电弧特别稳定,预计比交流电弧长。 

  通过单独控制4个阳极的电流传导和分布可达到功率调节的最大灵活性。同时,具有特殊设计特点的水冷底阳极可以使用普通耐火材料。倾动平台的设计是基于3个摇臂,它在轴承区域能够提供更好的运行稳定性。3个摇臂与炉体匹配,能够保证炉体安全后倾。 

  特殊喷射器保证电炉性能 
  由于高熔化率、大熔池尺寸,该炉还配套了一种特殊的氧、碳喷射器设计。最佳化的喷射器分布和安装布置能够保证恰当的搅拌、钢水温度均质和快速脱碳。特别是碳喷射器靠近氧气,增强了碳的反应能力,因而提高了造泡沫渣效率,这在平熔池操作时是很重要的,可提高电弧的覆盖范围,提高钢水的热转换率,保护炉墙、耐火材料和炉壁块免受热应力侵蚀。 

  超音速氧枪和碳枪采用机械手通过炉门进入炉内,可移动朝向熔池层,主要在初始阶段熔池水平面很低时,增强喷射效率。氧喷嘴和碳管安装在水冷凸出的铜箱内,可以很好的保护喷射器,缩短喷射器顶部和钢水之间的距离,延长喷射器下部耐火材料的寿命。 (欢迎关注“电炉炼钢”) 

  自动化控制系统高效节能 

  此直流电弧炉的自动化系统包括基于最先进软、硬件平台的设备控制(1级)和过程控制(2级)。电极控制程序软件包和液压系统设计能够保证非常快的响应时间,加强熔化的平均功率。随后的在线监控工艺数据和记录也改进了电弧的性能,这一点对超高功率电弧炉非常重要。该系统对所有电能和化学能参数全部控制,根据工艺阶段不同,自动变化工作点,保证钢的品质和能源的有效利用。高生产率要求辅助作业时间最短化,这一点通过安装可靠的机电一体化系统达到。这套系统还可以提高操作者的安全性,避免操作者直接暴露,可从远离电弧炉的主控室进行远程控制。 

  此直流电弧炉的另外配套系统还包括机械装置,其设计牢固,可以在通电期间安全、持续地保持渣门清洁。自动出钢系统包括红外照相机,可以快速、可靠的远程检测出钢流,其快速热图像反应避免了渣遗留。自动出钢系统还包括高分辨率照相机,用于远程EBT(偏心炉底出钢)控制和EBT自动瞬间再装满系统。由于具有这些设备,出钢过程可由主操作台控制。除了EBT再装满系统,其他操作可自动进行。 
  直流电炉与交流电炉对比 
  此直流电弧炉的整体特点为:超高功率供给,没有对电网干扰,整个工艺过程采用稳定的高功率;通过提供化学能结构的最佳化设计和新型、全集成化自动化系统的实施,达到了很高的工艺效率;新型机电一体化程序软件包缩短了辅助作业时间,提高了操作的安全性和效率。与传统的交流电弧炉相比,此直流电弧炉具有以下优点:石墨电极消耗量减少1/2~2/3;熔炼单位电能消耗可下降3%~10%;直流电弧燃烧稳定,对前级电网造成的电压闪烁只是相同功率交流电弧炉的30%~50%,不需要用动态补偿装置;噪音水平可降低10分贝~15分贝;对钢液的搅拌力增强。 

西安秦东冶金设备制造有限责任公司成立于2009年1月23日,公司位于中国陕西西安,主导业务为冶    金设备设计制造、环保除尘技术设计、冶炼原料处理和先进冶炼工艺技术开发,公司的愿景是成为能够为用户提供先进适用的成套冶炼技术解决方案的服务型主导企业,公司矢志将“秦东冶金”打造成电炉行业的优秀品牌。公司致力于EAF炼钢电弧炉,LF钢包精炼炉,DC直流电弧炉,VOD,AOD精炼炉,铁合金电弧精炼炉,的设计制造销售以及安装和服务。咨询电话:13389219118/13630250959。