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          首頁 >> 新聞動態>> 電爐煉鋼電氣運行與電爐技術的發展
          電爐煉鋼電氣運行與電爐技術的發展

              超高功率電弧爐作為電弧爐發展的基本方向,為實現其高產、低耗、優質的目標,就必須具備快速而準確的生產控制,全面而優化的綜合管理。單憑經驗或依據普通電弧爐的控制和管理方法,已不能適應生產需要,而在生產過程控制中,電氣運行是極為關鍵的技術。 

           
              電弧爐電氣運行是電爐冶煉生產最基本的保障,它關系到冶煉工藝、原料、電氣、設備等諸多方面的問題,直接影響電爐煉鋼生產的各項技術經濟指標,因此對其進行最佳化的研究意義重大,不但可保障冶煉工藝的順行、充分有利于設備資源,還能提高生產率、節能降耗。  

              電氣運行與電爐技術發展  

              50年代,為了提高電弧爐生產率,當時采用加大電爐變壓器提高電壓的方法來增加輸入功率,即采用“高電壓、大功率”的運行制度。到60年代,當時爐子容量還不很大,功率級別也不很高,約為400 kVA/t,變壓器總容量在30 MVA左右。這一時期,電爐主要生產特殊鋼、合金鋼,流程為電爐出鋼后模鑄。    

              隨著爐子供電功率的增大,電弧對爐襯的輻射侵蝕大大增強。在70年代中后期,一度推崇高功率、大電流、短電弧操作方式。因而,功率因數值較低,特別是在最大電弧功率處工作,功率因數僅為0.72左右。因為短而粗的電弧,對爐襯熱輻射減少,減輕了因提高功率對爐襯耐火材料的強烈侵蝕,也提高了熱效率;同時由于電弧電流加大,對鋼渣的攪拌加強,強化了熔池的傳熱;此外,大電流短電弧穩定性高,對電網的沖擊小。這一時期,典型的爐子變壓器容量大約在50 MVA左右,功率級別約為500 kVA/t,典型的流程為電爐、鋼包爐、連鑄、棒線材軋機。  

              所謂“低電壓”和“短電弧”都只是相對于相同的變壓器容量而言。實際上,如果把1臺普通功率電弧爐改造成為超高功率電弧爐,由于功率大大增加,變壓器的二次電壓和電弧長度都比原來普通功率電弧爐的大。這種短弧操作法,在美國又稱為“滑動功率因數法”。其要點是整個熔煉過程自始至終只采用一檔相當低的電壓而連續改變電流工作點。若用平衡的回路特性理論來描述工作點的“滑動”,那就是功率因數先由電弧功率最大點(0.72~0.75)逐漸平緩地過渡到有功功率最大點(0.707),再減少到0.68。這種情況適應于美國的條件:廢鋼行業發達,可保證入爐廢鋼塊度小且均勻。這種方法的難點是判斷何時由相對長弧改為短弧。  

              上述低功率因數的運行方式不利于變壓器能力的充分利用,且電極消耗很大。隨著水冷爐壁、水冷爐蓋尤其是泡沫渣技術的出現和成功,使“高電壓、低電流、長電弧、泡沫渣”操作有了可能,這類超高功率電弧爐是80年代中期的先進技術。在這個時期,爐子容量進一步大型化,功率級別又有所提高,爐子變壓器容量達到了70 MVA以上,電爐鋼進入扁平材、管材市場。其運行特點是高功率因數操作,使變壓器的能力較充分地發揮。

              到了90年代,電爐的容量進一步加大,爐子變壓器容量達到了100 MVA左右,功率級別已超過800 kVA/t。

              在爐子電氣運行特點方面出現了高阻抗和變阻抗技術;另外由于神經網絡技術的成功應用,使電弧爐的電氣運行工作點的識別和控制有了很大改善。這一時期的電爐電氣運行采用“更高電壓、更小電流、更長電弧”的操作制度。原料條件的改善、薄板坯連鑄連軋技術的出現使得電爐鋼向管材、板帶等純凈鋼領域進展

              電爐技術的進步和電爐流程的發展與電爐電氣的運行密切相關:一方面隨著對超高功率電弧爐電氣運行研究的不斷深入,開發了許多新技術、設備及相關操作工藝,如直流電弧爐、導電電極臂、高阻抗電爐、智能電弧爐、水冷電纜、水冷/中空/浸漬/鍍層電極等等;另一方面也保障了超高功率電爐煉鋼其配套技術的開發和應用,如海綿鐵等廢鋼代用品的使用、泡沫渣操作、替代能源的利用等等。

              我國在優化供電、導電電極臂、電極調節器、直流電弧爐等方面取得了不同程度的進展。近年來,我國還陸續從國外引進多臺各種爐型的大型超高功率電弧爐,如僅江蘇省地區就引進11臺超高功率電弧爐。但是,雖然引進電爐的設備達到國際先進水平,但操作和生產運行還遠未達到相應水平,因此,對引進的設備還存在合理使用的問題。以往,國內有關交流電弧爐煉鋼電氣運行的研究還很大程度上局限于小變壓器容量、小爐子(<30MVA=的水平上,對超高功率電弧爐尤其是大型超高功率交流煉鋼電弧爐的認識和研究都不多。因此,對大型交流電弧爐電氣運行進行合理化研究,不僅具有實用價值,還具有廣泛的指導意義,有助于迅速提高我國煉鋼技術水平。
           

           
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