电炉电气设备及特性ppt课件.ppt

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1、冶金学之炼钢篇阎立懿东北大学钢铁冶金研究所2011年5月3日～6月30日/1#教学楼301（No12-）7/29/20211东北大学/阎立懿主要内容第一章炼钢概述第二章炼钢基础理论第三章炼钢原材料第四章转炉炼钢法第五章电炉炼钢法7/29/20212东北大学/阎立懿第五章电炉炼钢法之电炉设备电炉设备的大小与分类；电炉的机械结构：机械设备的组成及各部件名称，以及结构特点；电炉排烟与除尘：烟尘危害及限制，排烟方法与除尘设备种类，以及布袋除尘的工作原理。7/29/20213东北大学/阎立懿5.2电炉设备及其电热特性5.2.2电炉炼钢设备5.2.2.4电

2、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（高压电源）直接供给电炉变压器等高压设备，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（或主操作台），以及电极升降调节器等。7/29/20214东北大学/阎立懿（1）电炉的主电路主电路或叫主回路，其作用是实现电-热转换，完成冶炼过程。主电路图：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

3、转换开关；7-变压器；8-短网；9-电弧；10-钢水7/29/20215东北大学/阎立懿主电路电器(元件)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。种类有油、空气、磁吹、SF6及真空断路器，后者使用广泛。3）电抗器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。7/29/20216东北大学/阎立懿4）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

4、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10％～20％，如100t/90MVA电炉最大电流可达到78kA；机械强度大，冷却条件好。7/29/20217东北大学/阎立懿5）电炉短网电炉短网是指从电炉变压器低压侧出线到石墨电极末端为止的二次导体，它包括电极、导电横臂、挠性电缆及硬母线，见图5.16、5.17。由于这段导线流过的电流特别大，又称大

5、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。7/29/20218东北大学/阎立懿图5.16电炉短网结构示意图7/29/20219东北大学/阎立懿图5.17短网结构示意图7/29/202110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，故采用石墨电极。因制造石墨电极的原料—石油焦价格及加工成本不断上涨，使得电极消耗占炼钢成本提高，一般2～3kg/t（高达60～100元/t

6、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%，其中水冷喷淋电极效果好、使用广泛。7/29/202111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见电路图5.18。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——

7、起弧。7/29/202112东北大学/阎立懿电弧产生过程：当两极接触时产生非常大的短路电流，在接触处，因焦耳热而产生赤热点，于是在阴极将有电子逸出。——两极接触电子逸出当两极拉开一定距离后（形成气隙），极间就是一个电场。——两极分开形成电场在电场作用下，电子向阳极加速运动，在运动过程中与气体分子、原子碰撞，使气体发生电离。这些电子与新产生的离子、电子在电场中做定向加速运动的过程，又使另外的气体电离。——电子加速运动气体电离这样电极间隙中的带电质点数目会突然增加，并快速向两极移动，气体导电形成电弧。——带电质点定向运动，形成电弧电流方向由阳极向阴

8、极，这一过程是在一瞬间完成的，电极与金属料交换极性，电流以50次／s改变方向。7/29/202113东北大学/阎立懿图5.18电弧产生过程示意图7/2