钢包精炼炉(LF)工艺与自动化技术

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1、钢包精炼炉（LF）工艺设备与自动化技术现代炼钢工艺流程LF设备冶金功能设备组成基础自动化过程自动化钢包精炼炉钢包精炼炉的冶金功能脱硫：加入脱硫剂升温：电弧加热脱氧、合金化：加入脱氧剂加入合金元素均匀成分和温度：吹氩搅拌脱除非金属夹杂物：吹氩搅拌夹杂物改性：喂Ca线，与Al2O3形成12CaO.7Al2O3的球形夹杂物。吹氩搅拌脱氧剂、合金精炼渣发泡剂挡渣出钢脱氧剂改质剂LF精炼工艺流程由于钢包与炉盖密封，隔离空气，加热时石墨电极与渣中FeO、MnO等反应生成CO气体，使LF炉内气氛中氧分压减少，属于还原气氛。钢液在还原条件下

2、，有利于脱氧、脱硫及去除非金属夹杂。钢包精炼炉的冶金手段炉内处于还原气氛从钢包底部吹入氩气，在浮力作用下，氩气泡上浮，带动钢水上下循环流动，从而加速钢—渣之间物质传递，有利于钢液脱氧、脱硫反应。使钢水成分和温度均匀。吹氩可以加速非金属夹杂物碰撞长大，增加上浮速度，有利于去除夹杂物。钢包精炼炉的冶金手段底吹氩气搅拌LF炉三根电极插入渣层中进行埋弧加热，这种方法辐射散热小，对炉衬有保护作用，热效率高，浸入渣中石墨与渣中氧化物反应为：C+FeO=Fe+COC+MnO=Mn+CO2C+WO2=W+2CO5C+V2O5=2V+5CO上

3、述反应不仅提高了渣的还原性，而且还提高合金回收率，生成CO使LF炉内气氛更具还原性。钢包精炼炉的冶金手段埋弧加热LF炉白渣以CaO-CaF2或CaO-Al2O3-SiO2为主要成分，渣对钢液中氧化物吸附和溶解，达到脱氧效果。LF炉由于有温度补偿，吹氩强烈搅拌，随渣中碱度提高，硫的分配比增大，可炼出低硫钢或超低硫钢。钢包精炼炉的冶金手段还原渣精炼钢包精炼炉设备功能钢水运转钢包车系统钢水升温加热系统造渣、合金化加料系统均匀成分和温度、脱除夹杂物吹氩系统喂Ca线(夹杂物改性)喂丝系统钢包车系统钢包车，变频电机驱动定位控制

4、吊包位喂丝位加热位三个工位、共7个限位开关加热系统高压供电(变压器、真空开关、继电保护)电极升降炉盖、电极旋转液压站水冷系统液压站液压动作表液压动作表高压供电高压供电1高压母线；2隔离开关；3高压断路器；4电抗器；5电抗器短炉开关；6电弧炉变压器；7电极；8电弧；9金属变压器变压器原理图(单相)电弧炉等效电路加热系统结构炉盖控制水冷系统水温检测水压检测流量监测水冷系统加料系统加料系统喂丝系统吹氩系统LF自动化系统结构基础自动化1.电极升降控制2.吹氩控制3.加料称量控制4.钢包车定位控制5.高压系统控制6.变压器调档控制7.

5、液压站控制8.水冷检测9.辅助控制钢包精炼炉的基础自动化电极升降控制控制策略的分析与比较电极控制策略概述控制策略的选择两种恒阻抗控制策略的比较电极控制策略概述电极控制的最终目的是想通过控制电弧的弧长来调节电弧电流，而弧长在工业现场是无法检测到的，所以提出以下三种控制策略，这些控制策略实质上都是控制电弧的弧长。1In是给定电弧电流，I是实测电弧电流。通过调节电流偏差，使e0，满足恒电流控制的要求。恒电流控制2Pn是功率设定值，P是当前状态的实际功率值。其中，恒功率控制3KU、KI－电弧电压、电流检测环节设定的常值，由变压器档

6、位和设定电弧电流值决定。U、I－电弧电压和电弧电流。恒阻抗控制当e＝0时，控制策略的选择在生产过程中，为了节约能源，减少吨钢的电耗，减少电极消耗，提高产品质量，需要在不同的冶炼阶段采取不同的弧功率值，并保持恒定。即要求电极调节器具有抗干扰性强，调节迅速、灵敏的特点。通过选择适当的电极控制策略，就会达到此目的并获得满意的效果。提高产品质量节约能源减少吨钢电耗减少电极消耗电极调节器抗干扰性强调节迅速灵敏优点：调节器具有足够高的灵敏度，电网内的电流比较平稳，输入炉内的功率也很平稳，耗费在变压器中的电能比较小。缺点：（1）在单独使用

7、恒电流调节时，不能在所有情况下都保证高度的自动程度；（2）在某些场合下，不能以纯粹的恒电流调节器的形式出现，而必须伴随有弧电压信号。（3）在该原则方式下工作的三相电极调节器没有自动解耦的特性。恒电流控制恒功率控制在两种截然不同的电流下（A，B两点），其所产生的电弧功率却是相同的。若电弧炉在点弧阶段即电极短路时（相当于C点），调节器能将电极引至相当于B点的位置，而不是A点。但从效率、功率因数及变压器负荷的观点来看，工作在A点要比B点更符合要求，因此一般情况下不选择恒功率控制。恒阻抗控制恒阻抗原则适合于任何型式炉子的主回路，并且

8、在一切情况下，都能保证调节过程的高度自动程度。用恒阻抗原则调节时当一相电极受到扰动，它的提升或下降，对其它两相处于平衡状态的电极的弧流、弧压的影响可以忽略不计，三相电极调节器之间基本上实现了自动解耦，这是电流调节原则所不能达到的；当两相或三相电极受到扰动时，恒阻抗调节原则的抗干扰能力较恒电