[科普中国]-半封闭炉

简介

为适应我国铁合金工业的发展，80年代中期完成了冶炼75 %硅铁的6000kVA半封闭式电炉的全套设计。这种容量的铁合金电炉采用了国内较为成熟、可靠的先进技术；同时为实现电炉的烟气净化创造了有利条件，从而使我国中、小型铁合金电炉在机械化、自动化以及解决环境污染上产生了一个新的飞跃。

6000kVA半封闭电炉的设计参数是根据多年来我国冶炼75 %硅铁的经验，总结并加以改进后确定的。目前设计的此种电炉已先后于1986年10月在峨眉铁合金厂(生产锰硅合金)、1987年5月在天津铁合金厂(生产75 %硅铁)、1987年7月在大同市铁合金厂(生产75%硅铁)顺利投产。根据这几个厂投产的情况，可以说，设计所选定的工艺参数是合理的， 它不但适合于75% 硅铁的冶炼，而且也可用于锰硅合金的冶炼，达到了预期的效果，总体看是令人满意的，不可否认，设计上也存在许多不足之处。在施工、投产中通过不断地发现问题，解决问题，对设计加以改进，使此种电炉更趋完善，从而更好地满足了生产要求。下面仅就6000kV A半封闭电炉在施工安装及试车投产过程中出现的一些问题， 并针对这些问题在设计上的逐步改进和完善概略作一介绍1。

电极系统拉紧油缸式锥形环把持器是电极系统中的一个关键部位。设计采用的这种结构形式的把持器，从1986年lO月投产以来，迄今还没有出现什么大问题，总体上说，比较令人满意。但其关键部件—— 锥形环水套，却是一个影响使用寿命的薄弱环节。由于设计、制造等方面的原因，此种环水套使用仅一年左右便出现漏水现象。而处理这种事故，对不锈钢来说，由于焊接要求比较严格，且要在漏水的情况下进行补焊是十分困难的，所以只得将整个水套更换，这必然导致长时间停工检修，这也就大大影响了电炉的正常生产。对这一具体问题，在消化国外引进技术的基础上，采取了一种既有利于延长使用寿命，又便于检修的简而易行的措施，即针对锥形环水套的结构作了改进。首先， 将锥肜环与整个水套分离开，使锥形环成为一个单独的部件；其次，将锥形环的材质改为混合式，即用普通钢板作主体，中间加隔磁材料的办法。这样，由于水套与锥形环分开设置，水套就不再承受锥形环对铜瓦施加作用力时由此而产生的反向分力，从而也就减少 水套下部焊缝在高温下开裂的可能性；此外，因水套安装在锥形环的上部，还可使其免受电炉冶炼中一旦出现刺火而直接烧向水套的威胁。

另外， 液压缸径向顶紧式把持器的结构也有其致命弱点， 即用油(机械油或普通液压油)作液压介质和密封采用不耐温的橡胶件。虽然，在结构设计上采取了一些必要的保护措施， 如将液压缸安装在水套中， 但它所处的位置仍然是在高温区， 这不能不令人担心。

就某厂的6000kVA半封闭电炉来说，设计上采 了横向顶紧式的把持器后，通过现场试车投产以及生产的实践情况看， 这种结构在一定期间内是可行的， 但也确有一些需要改进和完善的地方，特别是要解决长期工作在高温区易漏油的问题。为了从根本上改进这个关键鄙位，我们现正通过消化已引进的国外先进技术， 同国内具有研究和制造能力的单位共同试制径向顶紧的液压波纹管膨胀器。此种膨胀器除具有径向顶紧油缸的各项功能外，还消除了油缸在高温下使用的通病。

矮烟罩矮烟罩的作用主要是捕集半封闭操作的铁合金电炉在冶炼时产生的烟气，以便后部工序进行净化，并为改善炉前工人的操作环境创造条件。矮烟罩的结构有多种形式。根据国内外铁合金电炉使用矮烟罩的经验及发展趋势，近年来，我院在硅铁电炉设计中均采用了矮娴罩，其结构形式为水冷骨架加水冷钢盖板且内部喷涂轻质耐热混凝上的混合结构。在侧壁上装有6个炉门，门的启闭及结构形式有两种，一种为手动横向启闭；另一种为电动纵向启闭。门的作用主要是控制进入炉内的空气量，满足烟气净化氧气的要求，便于探作人员通过它对炉内料面进行维护和间断地捣料或进行辅加料操作。此外，还有利于把持器水套和锥形环的检修以及打捞电极断头。最近，为了使电炉能够适应电极极心网调整或其它品种转炼的要求，已进一步将矮烟罩水冷钢骨架上3个电极孔做成新型骨架。

通过几座6000kVA电炉投产的实践证明，矮烟罩与把持器水套、加料管以及操作平台之间的密封和绝缘十分重要，特别是与水套之间的密封和绝缘更需要引起高度重视。此处由于把持器水套要随电极的升降不断作上、下移动，而固定往魍罩上的密封装置则经常处于滑动摩擦的状态。密封装置是采取两层耐火砖，中间夹柔性耐火材料的结构，鉴于耐火砖的强度较差，在受到水套上、下移的不断摩擦后，很快就被磨坏，因此，密封也就随之遭到了破坏。为了解决这一问题，国内外从事铁合金冶炼工作的同行们都想出了一些好办法， 如除了采用上述密封方式外，又在密封装置上增加了用弹簧顶住铜块， 使上、下移动的水套与铜块相摩擦，这样做起到了防止直接破坏密封的效果。另外，密封装置适当位置上配制晌绝缘， 也起到了应有的作用。

从国外引进的电炉矮烟罩值得我们借鉴的是，整个矮烟罩按3根电极等分为三大块，在块与块之间采取绝缘；在烟罩顶部的适当位置设若干吊点，通过吊杆吊挂在上一层平台的底部，以减轻顶罩的变形。

在现场施工中由于施工误差还出现了烟罩侧避下部与土建平台的预埋螺栓连接不上的问题。后来将侧壁的下部绝缘与底板用螺栓连接好，再焊存平台的预娌钢板上，这一改进给施工安装就带来了许多方便。另外，将烟罩侧壁做成可拆装式，又利于电炉的安装和维修2。

加料系统冶炼硅铁的电炉加料系统一直是铁合金界同行们探讨和试图解决 一个难题。在硅铁冶炼时，从炉顶料仓到炉内的距离较长，下料时由于焦炭容易分离开，通过加料管加料就必然产生炉料的偏析现象，所以这种加料方式常被看成为影响电炉正常操作的重要原因之一，为了解决这一问题，国内外许多铁合金厂家均各自采取了一些行之有效的措施和方法。一是在入炉的加料管上加几道闸门，以免炉料从炉顶料仓直接落入炉内，经过几次倒料后，炉料在入炉时，就可大大减少偏折，起到布料均匀的作用；另一种是在操作平上用加料机将炉料加入炉内，更可以使炉料在入炉时按需要布料；还有一种是将原料从炉顶料仓加入管式振动给料机，通过给料机送至垂直入炉的加料管中，这样既可以减少落料距离， 又可以减少用料管加料时发生的堵料现象。

总结以上介绍的仅是6000kV A半封闭式电炉设备的几个主要组成部分在设计、施工安装及试车投产后所遇到的一些问题。肯定的是，无论从工艺角度，还是从设备角度看，此种电炉在技术上都比过去有较大的进步，总的来说是成功的。对还存在的一些缺陷，我们在设计工作巾将不断地加以改进和完善，以便更好地为用户提供优质的服务3。