[科普中国]-半封闭电炉

简介

1989年7月我院铁合金室承担了菲律宾Metro Alloy厂3台12500kv A半封闭电炉全套设备的设计任务，这是我们首次为出口铁合金电炉成套设备所做的设计。设计中采用了当今世界上比较稳妥可靠的先进技术，全套设备由国内数家工厂合作制造，于1990年7月运抵菲律宾现场。我们中国专家小组一行5人于1990年8月前往菲律宾参加电炉设备施工安装服务工作。目前已有2台炉子投入正常生产，硅铁电炉的产量已达22吨/日以上，超过保证指标20吨/日(当地硅石含Si0₂只有93.5%)锰铁电炉产量已达55吨/日以上，也超过了55吨/日的保证指构。

该项电炉设备设计是我室积多年特别是近几年12500KV A半封闭电炉设计经验的基础上，吸收移植了国内外许多工厂稳妥可靠的先进技术设计的一套比较先进比较完善的电炉设备。

设计中电炉的二次布线采用了水冷导电铜管和水冷软电缆，短网用水冷导电铜管，增加丁一单位面积的载流量，节约了钢材，电极上去掉了集电环，短网水冷导电铜管通过水冷软电缆与电极上的水冷导电铜管相连接，在水冷导电铜管与铜瓦连接的布置方式上采取了一些必要的措施，使进入电炉的电流分布更加合理;在电炉液压系统的阀站上大量采用插装阀，使整个阀站更加紧凑，布置更加合理;气囊抱闸式电极压放装置可使电极压放实现手动和PC程序白动操作，实现了电炉带电压放操作，且保证了电炉按时压放量的准确;电极把持、升降、压放和烟罩门启、闭均采用液压传动;烟罩门采用了液压缸升降方式，使其升降自如，为炉气净化处理创造了条件，同时也改善了炉口操作环境，电极把持器铜瓦夹紧机构为锥形环式，具有夹紧力可调性能，电极把持器中水冷保护套与锥形环分离，谁形环采用普通锅炉铜管加隔磁带方式，易于检修，水冷保护套不承受任何力，使用寿命长，同时减少了不锈钢材的使用量。此外，还设置了电极位置指示及有关报警信号，用以防止误操作和失控现象1。

电炉设备的主要技术参数电炉设备的主要技术参数如下:

变压器额定容量12500kVA

二次侧最大电流48113A

频率60HZ

相数3相

电极直径1020mm

电极电流密度约5.89A/cm²

电极工作行程1200mm

电极检修行程1700mm

电极升降速度约0.5m/min

电极极心圆直径2400-2550mm(FeSi)2500-2650mm(FeMn,FeCr)

炉壳内径7100mm (FeSi)760.Omm (FeMn、FeCr)

炉壳高度4100nm (FeSi)4300mm (FeMn，FeCr)

出铁口数量2个

烟罩高度2417mm

烟罩门数量6个(其中3个大门液压升降，3个小门对开)

烟罩门开启高度1300mm(液压升降)

加料管数量12根(FeMn、FeCr炉外2根) 加料管内径350mm1

电炉设备安装及调试在电炉设备制造过程中，我们一直跟踪到制造现场，多次与制造厂共同及时解决出现的问题，不断完善设计，并与制造厂一道对设备进行认真严格的检验、调试和验收，保证了这套电炉设备的制造质量。

在菲律宾Metro Alloy厂现场施工服务期间，虽然没有出现大的间题，但也还有一些考虑不周的细节问题，需要注意和改进的地方仍然不少。

全套设备在安装时，虽然有、设备安装图，但由于现场施工安装人员水平有限，我们提供的设备又没有明显的安装标记，故在我们未到现场前所安装的设备出现了几次返工，虽未造成什么损失，可也说明我们所提供的设备还有不尽完善的地方，在今后的工作中尚需加以改进。

施工安装及调试中，发现的设计细节上考虑不周之处有:

电极升降压放装置中，在两道气囊抱闸之间油缸的升降靠限位开关来控制电炉压放量，原设计意图是用限位开关控制压放油缸的升降，然而未考虑到油缸动作后产生的滞后现象，造成该停时往往停不住。现场根据实际情况又增加了一道可调整压放量的机械限位装置，解决了油缸滞后停止的问题，同时保证了压放量的准确度。

电极把持器的调整是一件非常细致的工作，如果调整不好，将直接影响到电极压放操作，增加不必要的热停工。锥形环把持器的松紧度必须调整合适，过紧会使铜瓦吊杆生弯曲;过松则会使铜瓦与电极的接触表面产生弧光，降低铜瓦寿命，影响正常冶炼。设计中已为调整锥形环的松紧度采取了一些简单易行的措施，还是可以调整好的。另外，我们正在设计的电炉设备，在电极把持器的结构上已开始采用径向顶紧的方式，即用波纹管做油缸，对铜瓦施加径向压力，以确保铜瓦与电极之间接触良好。这种结构方式虽然设计、制造略为复杂和困难一些，但却给安装调整带来方便，使用效果也很好。

液压系统是电炉设备主要的动力源，该系统的正常运行是电炉设备正常运行的有力保障。安装调式中我们体会比较深的是，对整套液压系统清洁度的要求必须严格。安装调试时，尽管我们一再要求清洗方式和时间一定要得到保证，但由于现场操作人员对此理解不透，现场条件又差，再加菲方急于投产，故清洁度未能达到所要求的标准，以至调试时有些阀件经常被堵塞，直到投产一个多月后这些问题才基本消除。另外，液压系统中一些连接部位，设计中采用硬件连接的比较多，实践证明采用弹性连接则更为合适。如油泵机组与油箱之问的连接，若用高压金属软管连接，就可减轻电机运转引起的震动，而且还可使管件与法兰连接的精度要求适当降低，同时还可避免由于管路连接不好而使空气进入泵站产生的剧烈震动多蓄能器组与主回路管路的连接也存在类似的问题，管路连接不好，会产生漏油，漏气，在这些地方采用高压金属软管连接，将给施工安装及调试带来极大的方便。

在以往的水冷却系统设计中，虽然我们选用了一些测温、测压仪表，但还不尽完善。这次菲律宾现场对我们启发比较大的是，日本提供的电炉变压器水冷却系统的安全保障措施，当供水的水压低到一定数值时立刻断电，保证了电炉变压器的安全运行。在今后水冷却系统的设计，也应考虑采用类似的安全保障措施，以确保电炉设备的安全运行2。

总结菲律宾Metro Alloy厂已投产的12500kVA半封闭烟罩电炉，整体布置比较紧凑、合理，设备运行正常，表明这套电炉设备技术上是先进可靠的，中国专家的服务质量也是优质的。在这一工程设计、安装、调试过程中，我们虽然取得了一定的成绩，但也存在一些有待提高、有待改进之处。除了前面提到的一些间题之外，在提供电炉设备、施工安装调试软件技术方面尚觉欠缺，一是文字说明资料的规范化，二是图纸质量还有待提高和改进。为此，我们还需要做大量细致的工作，不断提高铁合金电炉设备的设计水平3。