电炉炼钢电气运行与电炉技术的关系

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1、电炉炼钢电气运行与电炉技术的关系　　超高功率电弧炉作为电弧炉发展的基本方向，为实现其高产、低耗、优质的目标，就必须具备快速而准确的生产控制，全面而优化的综合管理。单凭经验或依据普通电弧炉的控制和管理方法，已不能适应生产需要，而在生产过程控制中，电气运行是极为关键的技术。　　电弧炉电气运行是电炉冶炼生产最基本的保障，它关系到冶炼工艺、原料、电气、设备等诸多方面的问题，直接影响电炉炼钢生产的各项技术经济指标，因此对其进行最佳化的研究意义重大，不但可保障冶炼工艺的顺行、充分有利于设备资源，还能提高生产率、节能降耗。1　电气运行与电炉技术发展　　50年代，为了提高电弧炉生产率，当时采用

2、加大电炉变压器提高电压的方法来增加输入功率，即采用“高电压、大功率”的运行制度。到60年代，当时炉子容量还不很大，功率级别也不很高，约为400kVA/t，变压器总容量在30MVA左右。这一时期，电炉主要生产特殊钢、合金钢，流程为电炉出钢后模铸。　　随着炉子供电功率的增大，电弧对炉衬的辐射侵蚀大大增强。在70年代中后期，一度推崇高功率、大电流、短电弧操作方式。因而，功率因数值较低，特别是在最大电弧功率处工作，功率因数仅为0.72左右。因为短而粗的电弧，对炉衬热辐射减少，减轻了因提高功率对炉衬耐火材料的强烈侵蚀，也提高了热效率；同时由于电弧电流加大，对钢渣的搅拌加强，强化了熔池的传

3、热；此外，大电流短电弧稳定性高，对电网的冲击小。这一时期，典型的炉子变压器容量大约在50MVA左右，功率级别约为500kVA/t，典型的流程为电炉、钢包炉、连铸、棒线材轧机。　　所谓“低电压”和“短电弧”都只是相对于相同的变压器容量而言。实际上，如果把1台普通功率电弧炉改造成为超高功率电弧炉，由于功率大大增加，变压器的二次电压和电弧长度都比原来普通功率电弧炉的大。这种短弧操作法，在美国又称为“滑动功率因数法”。其要点是整个熔炼过程自始至终只采用一档相当低的电压而连续改变电流工作点。若用平衡的回路特性理论来描述工作点的“滑动”，那就是功率因数先由电弧功率最大点(0.72～0.75

4、)逐渐平缓地过渡到有功功率最大点(0.707)，再减少到0.68。这种情况适应于美国的条件：废钢行业发达，可保证入炉废钢块度小且均匀。这种方法的难点是判断何时由相对长弧改为短弧。　　上述低功率因数的运行方式不利于变压器能力的充分利用，且电极消耗很大。随着水冷炉壁、水冷炉盖尤其是泡沫渣技术的出现和成功，使“高电压、低电流、长电弧、泡沫渣”操作有了可能，这类超高功率电弧炉是80年代中期的先进技术。在这个时期，炉子容量进一步大型化，功率级别又有所提高，炉子变压器容量达到了70MVA以上，电炉钢进入扁平材、管材市场。其运行特点是高功率因数操作，使变压器的能力较充分地发挥。　　到了90年

5、代，电炉的容量进一步加大，炉子变压器容量达到了100MVA左右，功率级别已超过800kVA/t。上海宝山钢铁公司新建4号板坯连铸机宝钢新建4号板坯连铸机将成为先进的机械设备与动态自动控制系统完美结合的典范，将使设备性能和生产操作灵活性达到一个新的水平。新建铸机将能够浇铸包括超低碳钢、低、中、高碳钢、包晶钢和微合金钢在内的各种钢种，不论在产品质量，还是在生产能力方面，都将达到可能达到的最好水平。新建双流板坯连铸机将于2007年年初投入生产运行，这将使宝钢的板坯生产能力增加280万吨。在设计这种装备先进的板坯连铸机的过程中，达涅利戴维•迪斯汀顿将采用在长达55年的传统板坯连铸机设计

6、过程中研制开发的所有先进技术。新建铸机将生产厚度为230mm，宽度为900至1750mm的连铸板坯。新建4号板坯连铸机将采用各种最新推出的机械设备方案和工艺特点，将装备先进的自动控制系统，使铸机能够在最严格的生产操作条件下保持正常运行。关键的机械设备和工艺特点由于考虑到铸机具有很宽的钢种生产范围，因此在设计阶段就集中精力寻找最佳设备和技术方案，以确保在浇铸每一钢种时，都能使铸机保持最佳性能，达到最好的铸坯产品质量，并尽可能提高生产能力，减少设备维修量。利用钢包倾动技术，提高金属收得率在铸机顶部，达涅利戴维•迪斯汀顿设计的钢包回转台将采用钢包倾动技术，当检测到下渣时，可倾动容量为

7、300t钢水的钢包，在确保不带渣的情况下，可使每炉钢水的金属收得率提高0.5%，相当于每年多浇铸46炉钢水。这使得在钢包已采用锥形包型设计而增加收得率的基础上，又进一步提高了金属收得率。中间罐的合理设计可改善钢水洁净度由于浇铸超低碳钢要求铸坯满足严格的内部洁净度标准，这就要求对中间罐进行精确的设计。设计的重点是确保获得理想的钢水流动模式和合理的钢水滞留时间，以使钢水在进入结晶器之前能够最大限度地满足钢水洁净度要求。通过对中间罐流场进行计算机模拟计算，可使容量高达72t钢水的大容量中间罐实现优