冶金行业电炉设备.ppt

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1、冶金学—炼钢篇电炉炼钢及炉外精炼阎立懿东北大学钢铁冶金研究所2008年10月29～11月24日沈阳（No3）主要内容电炉炼钢及其发展电炉炼钢设备及其电热特性电炉炼钢冶炼工艺电炉新技术、新工艺炉外处理中国钢铁与大型电炉现状8/30/20212东北大学/阎立懿电炉大小与分类；电炉大型化及其技术经济指标；电炉的机械结构：机械设备的组成及各部件名称；电炉排烟与除尘：排烟方法与除尘设备种类，及其环境保护上次介绍第二章的部分内容如下：8/30/20213东北大学/阎立懿第二章电炉炼钢设备～主要包括机械结构和电气设备两部分：电炉大小与分类电炉的机械结构电炉排烟与除尘电炉的电气设

2、备电炉电气特性与供电制度8/30/20214东北大学/阎立懿2.4电炉电气设备电气设备包括“主电路”设备和电控设备。一般电炉炼钢车间的供电系统有两个：一个系统由高压线（高压供电系统）直接供给电炉变压器，然后送到电炉上，这段线路称电炉的“主电路”或叫“主回路”；一个系统由高压线供给工厂变电所，或直接通过变压器送到需要用电的其它低压设备上，这也包括电炉的电控设备，如低压配电柜、低压控制柜（台）及电极升降调节器等。8/30/20215东北大学/阎立懿2.4.1电炉的主电路～或叫主回路，电炉主电路的作用是实现电-热转换，完成冶炼过程。主电路见图2-12。8/30/2021

3、6东北大学/阎立懿1—高压电缆2—隔离开关3—高压断路器4—电抗器5—电抗器开关6—电压转换开关7—变压器8—短网9—电弧10—钢水图2-12主电路示意图8/30/20217东北大学/阎立懿主电路电器(元件)的组成及其作用：1）隔离开关用以检修设备时断开高压电源（进线），为一无载刀形开关。2）高压断路器（开关）为电炉的操作开关。当电流过大时，断路器会自动跳闸切断电源，以保护电源和电器，为一有载开关。高压断路器的种类有油、空气、磁吹、SF6及真空断路器（开关），后者使用广泛。8/30/20218东北大学/阎立懿3）电抗器纯电阻R电路电压与电流相位相同，合闸后当电源电

4、压由零增加到起弧电压后，气体导电、电弧产生、才有电流通过；当电源电压减少至低于起弧电压后，电流为零、电弧熄灭；然后在负半周重复。因此，纯电阻电路，电弧不能连续燃烧，更谈不到稳定8/30/20219东北大学/阎立懿R-L（X）电路当回路中串有一定的电抗时，电源电压与电流有一相位角（电流滞后），合闸后电源电压就超过起弧电压，产生电弧、有电流通过；当电源电压减少至低于起弧电压后，与电抗压降合成的电压仍然超过起弧电压，电流不为零、电弧继续燃烧；随着电流的降低至过零时的瞬间，在负半周电源电压又超过起弧电压电弧继续燃烧，从而形成连续稳定电弧。8/30/202110东北大学/阎

5、立懿电抗器及其作用：串联在变压器一次侧，用来增加电路电抗值，以稳定电弧燃烧及限制短路电流。8/30/202111东北大学/阎立懿4）电炉变压器电炉变压器是一特种变压器，与一般电力变压器相比，具有以下特点：变压比大，变压级别多，如100t/90MVA超高功率电炉，K＝U1／U2＝35kV/950～500V＝37～70，计19级；二次电流大，数以万计，如100t/90MVA电炉的二次电流为65kA，130t直流电弧炉的二次电流为120kA；过载能力大，可长时间超载20%；机械强度大，冷却条件好。8/30/202112东北大学/阎立懿5）电炉短网短网是指从电炉变压器低压

6、侧出线到石墨电极末端为止的二次导体，它包括石墨电极、横臂上的导电铜管（或导电横臂），挠性电缆及硬母线。短网结构参见图2-1。由于这段导线流过的电流特别大，又称大电流导体（大电流线路），而长度与输电电网相比又特别短10～25m，故常称为短网或短线路。短网中因流过的电流很大，故要求水冷。三相短网的布线方式影响三相功率的平衡；短网的阻抗，影响输入功率的大小。8/30/202113东北大学/阎立懿8/30/202114东北大学/阎立懿6）电极电炉炼钢用电极要求强度大、电阻低及热膨胀系数小，故常用石墨电极。因制造石墨电极的原料—石油焦价格及加工成本不断上涨，使得电极消耗占炼

7、钢成本提高，一般2～3kg/t(高达40～80元/t钢)，因而降低电极消耗十分重要。采取涂层电极、浸渍电极及水冷电极技术等，均可使电极消耗降低5%～10%。8/30/202115东北大学/阎立懿7）电弧电炉是利用电弧产生的高温（其温度高达3000～8000℃）进行熔炼金属的。电弧是气体放电（导电）现象的一种形态。气体放电的形式：按气体放电时产生的光辉亮度不同可分为：无声放电—弱，辉光放电—明亮，电弧放电—炫目三种。电弧产生过程：按直流讨论交流的瞬间。从电炉操作的表面现象看，合闸后，首先使电极与钢铁料做瞬间接触，而后拉开一定距离，电弧便开始燃烧——起弧。8/30/2

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