一.電弧爐煉鋼設(shè)備
交流電弧爐煉鋼設(shè)備和電弧爐的排煙與除塵,交流電弧爐煉鋼設(shè)備包括爐體、機械設(shè)備和電氣設(shè)備三部分,電爐設(shè)備布置見圖5-1。
1-高壓控制柜(包括高壓斷路器、初級電流互感器與隔離開關(guān));2-電抗器;3一電爐變壓器;4一次級電流互感器;5一短網(wǎng)
電弧爐的設(shè)備構(gòu)造主要由煉鋼工藝決定,同時與電爐的容量大小、裝料方式、傳動方式等有關(guān),電弧爐的基本結(jié)構(gòu)見圖5-2。
電弧爐的爐體由金屬構(gòu)件和爐襯兩部分組成。金屬構(gòu)件包括爐殼、爐門、出鋼機構(gòu)、爐蓋圈和電極密封圈等由金屬材料制成的部分。電弧爐爐襯指電弧爐熔煉室的內(nèi)襯,由耐火材料砌筑成的承受高溫鋼液和熔渣的部分。
電弧爐的主要機械設(shè)備包括爐體傾動裝置、電極升降裝置、裝料系統(tǒng)等。電弧爐為了出鋼和出渣,爐體應(yīng)能傾動,傾動機構(gòu)就是用來完成爐子傾動的裝置。電弧爐在熔煉過程中升降電極由電極升降裝置來完成,電極升降機構(gòu)由電極夾持器、立柱、橫臂及傳動機構(gòu)等組成;電極升降裝置的結(jié)構(gòu)有活動立柱式和固定立柱式兩種,較大型的電爐一般采用活動立柱式結(jié)構(gòu)。傳動方式有鋼絲繩傳動、齒輪和齒條傳動、液壓傳動三種,大型電爐多采用液壓傳動。電弧爐的裝料方式有爐門裝料和爐頂裝料兩種,爐門手工裝料只適用于小電爐,絕大多數(shù)電爐都采用爐頂裝料;按裝料時爐體和爐蓋位置變動情況,可分為爐體開出式、爐蓋旋轉(zhuǎn)式和爐蓋開出式三種類型。
電弧爐的電氣設(shè)備包括主電路電氣設(shè)備和輔電路電氣設(shè)備。主電路是由高壓電纜直接供給電爐變壓器,然后送到電極的這段電路。主電路電氣設(shè)備主要由隔離開關(guān)、高壓斷路器、電抗器、電爐變壓器、低壓短網(wǎng)及電極等組成。輔電路是由高壓電纜供給工廠變電所,再送到電弧爐的低壓設(shè)備上的這段電路。輔電路電氣包括高低壓控制系統(tǒng)及其相應(yīng)的臺柜,電極自動調(diào)節(jié)器等,輔電路電氣也叫電弧爐電控設(shè)備。
二.電弧爐的爐體構(gòu)造
電弧爐的爐體由金屬構(gòu)件和耐火材料砌筑成的爐襯兩部分組成,而爐體的金屬構(gòu)件包括爐體,爐門,出鋼機構(gòu),爐蓋圈和電極密封圈等.電弧爐爐體的基本構(gòu)造示意圖見圖5-3.
三.金屬構(gòu)件
1 爐殼
爐殼即爐體的外殼,由圓筒形爐身、爐殼底和上部的加固圈三個部分組成。要求爐殼具有足夠的強度和剛度,以承受爐襯、鋼、渣的重量和自重,以及高溫和爐襯膨脹。通常殼厚度為爐殼外徑的1/200左右,一般用厚為12~30mm的鋼板焊接而成,內(nèi)襯耐火材料:爐殼受高溫作用易發(fā)生變形,特別是爐役后期,為此一般在爐殼上設(shè)有加固圈或加強:爐殼上沿的加固圈用鋼板或型鋼焊成并通水冷卻。在加固圈的上部封槽留有一個砂封
權(quán),便于爐蓋圈插入沙槽內(nèi)密封。
爐殼底部形狀有平底形、截錐形和球形三種,如圖5-4所示。平底爐殼制造簡單,但堅醫(yī)性最差,爐襯體積最大,故多用于大型電爐上。截錐形底殼比球形底殼容易制造,但跟性故球形底差,所需的爐襯材料稍多,常被采用。球形底堅固性最高,死角小,爐襯炫小,但直徑大的球形底成型比較困難,故球形底多用于中、小型爐子。
2 爐門
由金屬門框、爐門和爐門升降機構(gòu)三部分組成。爐門框起保護爐門附近爐襯和元的作用,,門和用鑄制件,內(nèi)部通水冷卻,為使?fàn)t門與門框貼緊,門框水箱壁做成5°~10°的斜面。通常采用空心水冷的爐門。爐門的升降機構(gòu)可通過電動、氣動或液壓傳動等方式實現(xiàn),要求爐門結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,升降平穩(wěn)靈活,升降機構(gòu)牢固可靠。
中小型爐子只有一個爐門,位于出鋼口對面。大型電弧爐為便于操作,常增設(shè)一個側(cè)門,兩爐門位置成90°。爐門的大小應(yīng)便于觀察、修補爐底和爐坡為宜。
3 出鋼槽
電爐出鋼方式,分為槽式出鋼、中心底出鋼(CBT)、偏心底出鋼(EBT)等。目前電爐以偏心底出鋼方式為主。(1)出鋼槽。傳統(tǒng)的槽式出鋼電爐如圖5-5所示,出鋼口為一圓形(直徑約150~250mm)或矩形孔,正對爐門,位于熔池渣液面上方。熔煉過程中用鎂砂或碎石灰塊堵塞,出鋼時用鋼釬打開。流鋼槽用鋼板焊成(梯形),內(nèi)砌高鋁磚或用瀝青浸煮過黏土磚;而采用預(yù)制整塊的流鋼槽磚(用高鋁質(zhì)、鋁鎂質(zhì)、高溫水泥質(zhì)搗打成型)時,方便、耐用、效果好。為避免冶煉過程中鋼液溢出,流鋼槽向上傾斜與水平面成8°~15°。流鋼槽在可能的情況下,應(yīng)盡量短些,以減少出鋼過程中鋼液的二次氧化和吸氣。
(2).偏心爐底出鋼箱.偏心爐底出鋼法,是目前應(yīng)用最廣泛的電爐出鋼方法.首臺EBT電爐是1983年德國DEMAG公司為丹麥DDS鋼廠制造的110t/70MV.A電爐.1987年8月,我國第一臺偏心底出鋼電弧爐在前上鋼五廠建成投產(chǎn).圖5-6 偏心爐底出鋼電弧爐爐型簡圖。
偏心爐底出鋼電弧爐是將傳統(tǒng)電爐的出鋼槽改成出鋼箱,出鋼口在出鋼箱底部垂直向下。出鋼口下部設(shè)有出鋼口開閉機構(gòu)(見圖5-7),開閉出鋼口,出鋼箱頂部中央設(shè)有塞蓋,以便出鋼口填料與維護。出鋼口由外部套磚和內(nèi)部管磚組成,均采用鎂碳管磚,內(nèi)徑一般為140~280mm,視爐容和出鋼時間而定。管磚和套磚之間使用鎂砂打料填充,管磚在使用過程中主要以磨損方式損毀。為防龜裂,要求內(nèi)部管磚應(yīng)具有極好的抗氧化性和較高的耐壓強度,同時其碳含量應(yīng)大于20%。外部套磚因受鋼包內(nèi)的熱輻射而易發(fā)生低溫氧化,可添加抗氧化劑。為防止金屬附著,可將石墨的配入量提高到25%或采用AL0,-SiC-C磚。
出鋼時,向出鋼側(cè)傾動少許(約3°)后,開啟出鋼機構(gòu),填料在鋼液靜壓力作用下自動下落,鋼液流人鋼包,實現(xiàn)自動開澆出鋼。否則需要施以外力或燒氧出鋼,一般要求自動開澆率在90%以上。當(dāng)鋼液量出至要求的約95%時,迅速回傾以防止下渣,回傾過程還有約5%的鋼液和少許爐渣流入鋼包中。電爐搖正后(爐中留鋼量一般控制在10%-5%,留渣量不小于95%),檢查維護出鋼口后關(guān)閉出鋼口,加填料(即引流砂,為MgO基的顆粒狀耐火材料,一般用含F(xiàn)e2O,大約10%的MgO與SiO2混合填料)裝廢鋼,起弧。
一般來說,偏心底EBT電爐有以下優(yōu)點:
1)出鋼傾動角度小。只需傾動12°~15°便可出凈鋼液,
簡化了電爐傾動結(jié)構(gòu);降低了短網(wǎng)的阻抗;增加水冷爐壁的使用面積,提高了爐體壽命。
2)留鋼留渣操作。無渣出鋼,改善鋼質(zhì),利于精煉操作,留鋼留渣,利電爐冶煉、節(jié)能。
3)爐底部出鋼。降低出鋼溫度,節(jié)約電耗;減少二次氧化,提高鋼的質(zhì)量;提高鋼包的壽命。
由于EBT電爐具有這些優(yōu)點,所以在世界范圍迅速得到普及?,F(xiàn)在新建電爐尤其與精煉配合的電爐,一定要求無渣出鋼,而EBT是首選。