30T电弧炉技术说明书
30T电弧炉技术说明书
1、产品简介：
本产品为炉盖旋转、顶装料、偏心底出钢式，电极升降采用比例阀自动调节，PLC控制等。
2、用途：
该产品用于普通结构钢、优质钢和高级合金结构钢。
3、产品使用条件：
3.1 环境温度+5~+40℃。
3.2 海拔不超过1000m。
3.3 使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值≤90%。
3.4 周围没有导电尘埃、爆炸性气体及能严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体。
4、产品主要技术参数：
额定容量 30t
最大出钢量40t(留钢5t)
炉壳内径φ4300mm
出钢/出渣倾角（最大） 20°/12°
石墨电极直径φ400mm
石墨电极分布圆φ1100mm
电极最大行程3100mm
电极升/降速度 6/4.5m/min
炉盖提升高度400mm
炉盖旋转角度~66°
液压系统：工作压力12Mpa
工作介质水-乙二醇
压缩空气系统：工作压力＞0.4Mpa
耗量5m3/h
变压器：额定容量 16 MVA
一次电压 35KV
二次电压 430~342.5~220V 13级
二次电流 26917A
调压方式有载电动调压
二次端子出线方式内封△侧出线
冷却方式油水冷却器
短网：阻抗值≤0.65+j2.7mΩ
三相不平衡系数≤5%
冷却水系统：进水压力 0.5Ｍpa（闭环）
0.35Mpa（开环）
进水温度≤35℃
出水温度≤55℃
耗量~480m3/h
水质应符合GB10067.1~4-88《电热设备基本技术条件》国家标准中的第5.1.3.3内容要求，既：
PH值6～８
悬浮性固体＜10mg/L
氯离子平均＜60 mg/L
可解性固体＜100mg/L
电导率＜10□ s/cm
总硬度＜10度（每度水为10mgCaO每升水）
5、成套范围：（单台）
炉体 1套
倾炉装置1套
水冷炉盖1套
炉盖提升机构 1套
炉盖旋转机构 1套
电极升降机构 1套
气动装置1套
水冷装置1套
短网系统1套
液压装置1套
电炉变压器 1台
低压电控及PLC系统 1套
高压开关柜 1套
以下材料由用户自备
a) 石墨电极及接头
b) 耐火材料
c) 液压介质
６.设备概述：
６.1电炉操作方式：左、右操作各一台
６.２倾炉机构：
倾炉机构由轨道、倾炉油缸、摇架平台、水平支撑机构和支座等组成。
左右轨道固定在水泥基础上，轨道上有圆孔，并与摇架平台弧形轨道销钉相对应。
倾炉油缸的下支座固定在水泥基础上，上支座装在摇架平台的底部，出钢是最大倾角20°，出渣时倾角12°。
水平支撑装置固定在水泥基础上，其位置在摇架平台的下部，以保证更换炉体时，由于重心变化而使炉子倾覆。
由于运输原因，摇架平台分为两部分，在用户现场安装时拼焊为整体。
6. 3 炉体装置：
炉体装置由上炉壳、下炉壳、水冷块、炉门机构、偏心底出钢机构等组成。上炉壳由φ180x10 无缝钢管焊接成框架结构，炉壁由无缝钢管焊接成水冷块横排安装，下炉壳用钢板焊接而成。
炉壳在高度方向上分为可拆的上、下两节，它们之间用销子联接成整体。下炉体圆柱部分下端厚法兰的出渣方向侧有两个支脚，支脚
上开有圆孔，圆孔与摇架平台上的两个销钉相结合，以确定炉体与摇架平台之间相对位置，销钉上端打入斜铁可将炉体固紧在摇架平台上。打出斜铁，炉体可整体吊离摇架平台。下炉壳为“蛋形”，留有出钢口，可实现偏心炉底出钢。炉门启闭用右缸手动操作的。
6. 4 炉盖
炉盖为水冷管式结构，中心为耐火材料中心盖并设有三个电极孔，炉盖上设置了合金加料孔。
6. 5 旋转架与炉盖提升机构
旋转架做为炉盖、电极升降装置的支撑结构，由钢板和型钢组焊而成。其弯臂为水冷结构。旋转架托架下部设有安装升降油缸的托梁。托梁设计成可拆式结构，便于安装与运输。旋转架的托架位于中心部位，通过带有滚动轴承的铰链与旋转装置的支撑臂联接。
炉盖提升机构由炉盖提升油缸、链轮、链条组成。炉盖提升机构安装在旋转架横梁上。机构包括有链轮（2组4个），链条及炉盖提升油缸，链轮通过旋转架横梁上的开孔装入并通过销轴固定在横梁上。
6. 6 旋转机构
旋转机构由驱动油缸、转筒支架、转盘轴承几驱动约束拉杆等构成。构成旋转装置的上述构件相互联接之后安装于倾动平台上，组成四连杆机构，实现炉盖移动和转动的复合运动。
旋转架的托架两侧设有旋转架锁定机构，当炉盖旋回炉体正上方位置后，被两锁定机构锁定。
6. 7 电极升降装置：
该装置由电极升降油缸、立柱、电极横臂、电极夹紧机构、绝缘构件等组成。
升降油缸安装于立柱内部，一端与托架相联，一端与托架相联，通过油缸驱动立柱，带动电极横臂升降。
立柱由无缝钢管与立柱轨道焊接而成。立柱通过上下两组导向轮牢牢垂直定位于旋转架上，使其只能沿垂直方向运动。
导电横臂是采用铜钢复合板焊接而成的，导电横臂采用三角形布置最大限度的满足了短网系统的电参数的要求，横臂内通水冷却。
电极夹头采用紫铜件，内通水冷却，电极抱闸采用非导磁奥氏体不锈钢做成夹层内部通水冷却。电极抱闸下方设置了电极喷雾装置，用以降低电极工作温度，防止电极提前氧化。
电极夹紧靠碟形弹簧受压后恢复通过拉杆、抱闸及电极夹头将电极夹紧，电极放松依靠活塞油缸压缩碟簧达到的，电极放松缸安装在导电横臂内。
立柱为无缝钢管上焊有方钢结构立柱上脱架用非磁性材料制造，立柱与横臂间有很好的绝缘。
柱塞式液压缸装在立柱里面，并带动立柱升降，由电液比例阀实现自动调节电极升降，也可用手动进行控制。
6. 8 水冷系统
水冷系统冷却点包括短网铜管、水冷电缆、导电横臂及电极夹头、喷淋环、液压系统、旋转支撑筒、旋转架、水冷炉盖、炉体等部位的
冷却。每只回路均设有截止阀及回水超温报警温度计，以便设备正常运行，设备水压力：0.3Mpa（开环）、0.5Mpa(闭环)；进水温度≤35℃；出水温度≤55℃；冷却水耗量~480m3/h。
6. 9 压缩空气系统
压缩空气系统供加料气缸用气，系统主要由气动三联件、电磁阀等组成，进气压力＞0.4Mpa，耗气量5m3/h。该系统用于完成合金料溜管气缸的起闭工作，实现合金料向炉内加入功能。
6.10 液压系统：
见液压系统说明书。
6.11 短网系统：
作为电炉的一部分，仅指从电炉变压器二次出线端到大截面水冷电缆一段，主要由短网补偿器、铜管、大截面水冷电缆组成。
短网补偿器一端与变压器二次出线端相连；一端与出墙铜管相连，其作用是隔断并吸收出墙铜管由于通过强电流引起的震动对变压器的不良影响。
6.12 电炉变压器：
该电炉配有HSSPZ-16MVA/35KV 专用变压器。它是将用户的35KV 高压电网直降至电炉工作电压。其结构为二次内封△侧出线，水冷二次侧端子结构。13级有载电动调压，强制循环水冷却（OFWF）采用强油循环水冷却器。
7、安装与调试
7. 1 电炉出厂是组件、部件和零件装箱发运的，随产品发运的还有
有关配套件和备件。各部件出厂前已分别调整好，使用单位按组件一一进行组装和调试。
7. 2 电炉安装程序：原则上以基础平面±0.00为基础，依次向上组装为了避免不必要的返工，安装前应对关键组件做单独检验和调整。基本要求如下：
7. 2. 1 安装前检查电炉部件和配套件是否完备，有否损坏，并应全面了解电炉各部件的结构和相应关系。
7. 2. 2 安装前校对基础与图纸是否相符。
7. 2. 3 按总图和部件装配图进行设备安装。
7. 2. 4 校看电炉中心线与变压器中心线。
7. 2. 5 倾动导轨的安装
a、将导轨放在准备好的基础上，保证两根导轨上平面高低偏差≤2mm。
b、两根导轨的平行度为全长≤2mm。
c、两根导轨在宽度和长度方向上的水平度不大于0.5mm/s。
d、倾炉平台及摇架，应预先安装校正后再放在导轨上，用行车做倾动实验时，应能顺利前后滚动，不许有卡死，挤紧等现象。
E、两根导轨校正好后，焊接一个导轨，当倾动摇架校正后再焊接另一个导轨。
7. 2. 6 安装水平支撑装置应使摇架平台处在水平位置，摇架平台在φ500mm范围的平面内不平度只允许≤10mm，再安装倾炉用的油缸做前倾和后倾实验。
7. 2. 7 炉体、炉盖的安装：
a、倾炉机构保持在水平位置时，才能安装平台以上的炉体、炉盖等部件。
b、炉体应预先单体组装，把炉门机构等均装在炉体上（炉门缸先不装，待炉体就位后安装），然后整体吊装在倾炉机构的摇架平台上。
c、炉盖吊装在炉体上加料装置，可以等炉盖其余部分吊装在炉体上后，再与炉盖组装。
7. 2. 8炉盖旋转机构、及炉盖提升机构的安装：
a、先安装好旋转机构及回转油缸，然后安装旋转架，注意旋转架的转角和侧面和锁紧装置位置。
b、旋转架上面水平度不大于0.2mm/m。
c、炉盖吊挂在旋转架上，炉盖升起后与炉体上口相距~400mm。
d、炉盖旋开约66°（最大），调整转角使炉盖旋开后，炉壳能顺利调换。
e、在炉盖旋转机构及旋转架上安装炉盖提升机构。
7. 2. 9 电极升降机构的安装：、
a、电极升降机构装在旋转架上，立柱穿过旋转架，由下托架托起，下托架吊在旋转架下部，调整导向滚轮与立柱间隙达到≤0.2mm，电极升降机构试好后，将导向滚轮的调整螺钉锁紧。
b、炉盖中心耐火材料的电极孔，安装应保证炉盖升降，电极升降过程中电极与孔的单边间隙应小于20mm。
c、电极夹放装置、夹头、电极的安装：最大电极L=4800mm,
1电弧炉炼钢车间的设计方案 1.1电炉车间生产能力计算 1.1.1电炉容量和座数的确定 在进行电炉炉型设计之前首先要确定电弧炉的容量和座数，它主要与车间的生产规模，冶炼周期，作业率有关。 在同一车间，所选电炉容量的类型一般认为不超过两种为宜。座数也不宜过多，一般设置一座或两座电炉。为了确定电炉的容量和座数，首先要估算每次出岗量q ： y G q a ητ8760= 式中 G a —车间产品方案中确定的年产量，80万t ； τ—冶炼周期，55min=0.917h ； η—作业率，年日历天数 年作业天数=η×100% 本设计取90%； Y —良坯收得率，连铸一般95%~98%,本设计取98%； 带入数据计算得 q=95.0t 。 根据估算出的每次出钢量选取HX 2-100系列一座，以下是主要技术性能： 1.1.2电炉车间生产技术指标 （1）产量指标 年产量80万t ； 小时出钢量： （2）质量指标 钢坯合格率 98%; (3) 作业率指标
作业率：90% (4)材料消耗指标 a金属材料消耗 一般为废钢、返回废钢、合金料于脱氧合金。 b炼钢扶住材料消耗 石灰、以及其他造渣材料和脱氧粉剂。 c耐火材料消耗 主要用于炉衬的各种耐火砖以及钢包的耐火材料。 d其它原材料消耗 电极和工具材料。 e动力热力消耗指标 主要为电能和各种气体和燃油等。车间设计产品大纲见下表： （5）连铸生产技术指标 连铸比 铸坯成坯率 连铸收得率 （6）生产的钢种：主要生产Q215，年产量80万吨，连铸坯尺寸选取200×200mm方坯； 1.2 电炉车间设计方案 1.2.1电炉炼钢车间设计与建设的基础材料 （1）建厂条件 1）各种原料的供应条件，特别是钢铁材料来源； 2）产品销售对象及其对产品质量的要求； 3）水电资源情况，所在地区的产品加工，配件制作的协作条件； 4）交通运输条件，水路运输及地区公铁路的现状与发展计划； 5）当地气象，地质条件； 6）环境保护的要求； 在上述各项主要建厂条件之中，原材料条件对于工艺设计的关系尤为密切重要。 （2）工艺制度 确定工艺制度是整个工艺设计的基本方案，是设备选择，工艺布置等一系列问题的设计基础。确定工艺制度的主要依据是产品大纲所规定的钢种，生产规模，原材料条件以及后步工序的设计方案。 1）冶炼方法：利用超高功率电弧炉进行单渣冶炼，然后进行炉外精炼； 2）浇注方法：采用全连铸； 3）连铸坯的冷却处理与精整：铸坯在冷床上冷却并精整； 4）在技术或产量方面应留有一定的余地。 1.2.2电炉炼钢车间的组成
普通电弧炉的一般设计与电极升降控制
摘要： 为了提高所熔炼速度和钢水的质量、减少电能及电极的消耗量、保证维持规定的电气工作条件，使设备获得较高的生产率。从电弧炉的一般设计概况，到电弧炉电极的升降控制。系统了解电弧炉中存在的缺点与不足。通过分析，更好的提高电气控制的稳定性，提高电网提高熔炼速度。 关键词：电弧炉、短网电流、电极升降。
目录 一、电弧炉的简介及特点 1.电弧炉简介 2.电弧炉特点 二、电弧炉的一般设计 1.电弧炉组成部分 2.炉体设计 3.变压器设计 4.短网电流的计算 5.电极直径计算 6.电极升降计算 7.其他相关参数 三、电极升降自动控制 1.调节器的组成及工作原理 2.调节器的结构原理 四、小结 五、参考文献
一、电弧炉的简介及特点 1.电弧炉简介 电弧炉是利用电极间电弧产生的热能冶炼金属的一种设备。电弧炉炼钢就是靠电极与炉料之间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢和合金。 现代化炼钢电弧炉均为直接加热、炉底不导电式电炉。该电炉按直接加热金属的原理工作，电弧发生在每一电极与炉料之间，
己熔化的金属则形成负荷的中心点。 2.电弧炉的特点 电弧炉进行冶炼，电弧炉是一个多变量、非线性、大滞后、强藕合、时变、随机干扰较强的系统，使得系统电极位置、电弧长度、电弧电流以及系统功率很难保持最佳工作状态。电极升降调节系统是电弧炉的重要组成部分，其工作性能的好坏直接影响钢的产量、质量和能源消耗。在电弧炉冶炼过程中，三相交流电弧炉的电力负载是不稳定的、不对称的；无功冲击及闪变；产生谐波电流。 电弧炉的整个炼钢过程一般分为熔化期、氧化期、还原期三个时期，由于各个时期所完成的任务不同，因而相应地对冶炼温度和功率的要求也不同。 （熔化期）开始熔化阶段，固体炉料熔化，能量需求最大。 （氧化期）初精炼及加热阶段。 （还原期）精炼期，此阶段输入能量只需平衡热损耗。 在废钢冶炼时电弧炉的工作特性为：
高阻抗电弧炉的设计特点和应用 引言高阻抗电弧炉是一种高效率的新型炼钢炉，它具有一系列突出的优点：能大幅度地降低电能和电极消耗、能显著地减少对供电电网的短路冲击和谐波污染。 高阻抗电弧炉吸取了近25年来出现的所有电弧炉炼钢新技术，再加上泡沫渣的成功应用，使得一直发展缓慢的交流电弧炉在电弧稳定性、效率和对电网短路冲击减少方面均可同直流电弧炉相媲美。 本文介绍了带饱和电抗器和固定电抗器的高阻抗电弧炉。前者具有高超的伏安特性，使短路电流很小，基本上达到了恒电流电弧炉特性。 1 高阻抗电弧炉的供电电源1．1 对供电可靠性的要求电弧炉属于热加工设备，如果中途停电，会造成很大的损失：使电耗和原材料增加，使产品质量下降，甚至造成整炉钢水报废，炉子越大损失越大。根据有关规范规定，电弧炉属于二级负荷。 对于炉子容量在50t及以上的电弧炉通常由两路独立高压电源供电，炉容较小的可由一路高压电源供电。 1．2 公共供电点的确定电弧炉的公共供电点系指其与电力系统相连接的供电点，并接有其他用户负荷。对公共供电点的要求主要考虑以下因素： 1）供电变压器容量要能适应电弧炉负荷特性的要求； 2）由电弧炉负荷引起的公共供电点的电压波动和电压闪变值、以及谐波电流值不得超过国标GBl4549-93中的允许值； 3）由电弧炉负荷引起的公共供电点的电压不对称度不得超过2％。 电弧炉的公共供电点有两种情况，其一是电弧炉系统直接与电力系统相连接；其二是电弧炉系统通过企业总变电所与电力系统相连接。电弧炉一般不由车间变电所供电。 当电弧炉由企业总变电所母线供电时，为了防止对其他负荷供电质量产生不良影响，一般要求供电变压器的容量为电炉变压器容量的2．5倍以上。当不能满足此要求时，或增大供电变压器容量；或采用专用中间变压器供电，这需要经过技术经济比较来确定。 当采用专用中间变压器供电时，该变压器容量的选择，应与电炉变压器经常过负荷运行状
毕业设计说明书 设计题目：100吨交流电弧炉炼钢车间设计 学 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 专 业 班 级：_________________________ 李龙 冶金技术2班 0929302245 2012 年 05月20号
毕业设计说明书................................................................................................................... - 1 -文献综述. (2) 1.3现代电弧炉炼钢技术 (5) 1.4电弧炉炼钢的发展趋势 (6) 1.5电弧炉装备技术未来的创新发展 (6) 1.5.2我国正进人电炉炼钢高速发展时期 (7) 3.4.1、炉料入炉 (13) 第四章建设所选电弧炉炼钢工程的必要性和可行性分析 (13) 电弧炉车间设计 (18) 1.1电炉车间计算 (18) 11..1电炉容量和座数的确定 (18) 1.1.2电炉车间生产技术指标 (18) 参考文献.................................................................................................................................................. 致谢..........................................................................................................................................................
目录 一、电弧炉简介及其发展趋势 (2) 二、电弧炉炉型算及变压器功率确定 (3) 1、电弧炉设计要求 (3) 2、电弧炉炉型计算 (4) 3、炉子的变压器功率及电极参数确定 (8) 三、电弧炉耐火材料的损毁机理及选择 (11) 1、炉衬损毁机理 (11) 2、炉顶用耐火材料 (12) 3、炉墙用耐火材料 (13) 4、炉底和出钢槽用耐火材料 (14) 附录 (16)
40吨电弧炉炉体设计说明书 一、电弧炉简介及其发展趋势 电弧炉是炼钢电炉的一种，也是目前世界上熔炼优质钢、特殊用途钢种的主要设备。电弧炉炼钢技术已有100年的历史，第二次世界大战后电炉炼钢才有较大发展，在最近的20年，电弧炉炼钢技术发展尤为迅速，电弧炉的应用带来了炼钢技术的革命。尽管全球粗钢年产总量的增长速度很缓慢，但以废钢为主要原料的电弧炉炼钢的产量所占的比重却在逐年上升。2001年，电弧炉炼钢占世界钢产量的40％，成为最重要的炼钢方法之一。与高炉铁水炼钢相比，其竞争优势在于投资费用和运行成本。自60年代中期提出电弧炉超高功率概念以来，电弧炉建造趋于大型化、高功率化，出现现了多种新型式的电弧炉。在发展大型电弧炉的过程中，美国曾用六支电极，由两台变压器供电，电弧炉为椭圆形。 发展大容量电炉和提高电炉自动化水平，采用大功率静止式动态补偿技术，用水冷构件代替耐火材料，炉盖第四孔直接排烟与电炉周围密封罩相连接的烟尘净化系统，炉盖第五孔机械化自动化加料系统，电炉使用还原铁比例逐渐扩大，炉外废钢预热，炉内燃料助燃，强化熔池用氧，开发底气搅拌系统和泡沫渣覆盖下的冶炼工艺，从冷却水和废气中回收热能，采用全连铸，发展纤维石墨电极和采用优质高效碱性镁碳炉衬等。 电弧炉炼钢得到迅速发展的主要原因： (1)废钢日益增多 (2)钢铁工业迅速增长。由于发电设备大型化和技术不断改进，可利煤用部分劣质粉发电，电的供应和价格比较稳定，使电炉炼钢有了比较可靠的基础。此外，电炉用废钢比高炉——转炉炼钢的能耗低。 (3)电炉趋向大型化、超高功率化，冶炼工艺化。 (4)投资少，基建速度快，基金回收速度。 (5)钢液温度、成份容易控制，品种适应性大，可冶炼多种牌号的钢，同时还能间断性生产。 电炉炼钢是世界各国生产特殊钢的主要方法，它具有一系列的优点： (1)电炉炼钢的设备投资少、基建速度快； (2)炼钢的热源来自于电弧，温度高达4000～6000℃，并直接作用于炉料，
电炉温度控制系统设计
摘要 热处理是提高金属材料及其制品质量的重要技术手段。近年来随工业的发展， 对金属材料的性能提出了更多更高的要求，因而热处理技术也向着优质、高效、节能、无公害方向发展。电阻炉是热处理生产中应用最广泛的加热设备，加热时恒温过程的测量与控制成为了关键技术，促使人们更加积极地研制热加工工业过程的温度控制器。 此设计针对处理电阻炉炉温控制系统，设计了温度检测和恒温控制系统，实现了基本控制、数据采样、实时显示温度控制器运行状态。控制器采用51 单片机作为处理器，该温度控制器具有自动检测、数据实时采集处理及控制结果显示等功能，控制的稳定性和精度上均能达到要求。满足了本次设计的技术要求。 关键词：电阻炉，温度测量与控制，单片机
目录 一、绪论 ....................................................................................................... - 1 - 1.1 选题背景........................................................................................ - 1 - 1.2 电阻炉国发展动态........................................................................... - 1 - 1.3 设计主要容 .................................................................................... - 2 - 二、温度测量系统的设计要求........................................................................... - 3 - 2.1 设计任务......................................................................................... - 3 - 2.2 系统的技术参数................................................................................ - 3 - 2.3 操作功能设计................................................................................... - 4 - 三、系统硬件设计........................................................................................... - 5 - 3.1 CPU选型........................................................................................ - 5 - 3.2 温度检测电路设计.............................................................................. - 6 - 3.2.1 温度传感器的选择..................................................................... - 6 - 3.2.1.1热电偶的测温原理 ......................................................... - 7 - 3.2.1.2 热电偶的温度补偿......................................................... - 7 - 3.2.2 炉温数据采集电路的设计.......................................................... - 8 - 3.2.2.1 MAX6675芯片.......................................................... - 8 - 3.2.2.2 MAX6675的测温原理................................................. - 9 - 3.2.2.3 MAX6675 与单片机的连接.......................................... - 10 - 3.3 输入/输出接口设计......................................................................... - 10 - 3.4 保温定时电路设计 .......................................................................... - 13 - 3.4.1 DS1302 与单片机的连接....................................................... - 13 - 3.5 温度控制电路设计............................................................................ - 14 - 系统硬件电路图...................................................................................... - 17 - 四、系统软件设计......................................................................................... - 19 - 4.1 软件总体设计 .................................................................................. - 19 - 4.2 主程序设计 ..................................................................................... - 19 - 4.3 温度检测及处理程序设计................................................................... - 20 - 4.4 按键检测程序设计............................................................................ - 23 - 4.5 显示程序设计 .................................................................................. - 25 - 4.6 输出程序设计 .................................................................................. - 27 - 4.7中值滤波 ......................................................................................... - 28 - 五、结论 ..................................................................................................... - 30 - 参考文献 ..................................................................................................... - 31 -
2006 年 6 月南京
毕业设计（论文）中文摘要
目录
1 绪论 (1) 1.1 系统设计背景 (1) 1.2 设计要求与设计思路 (2) 2 电弧炉与PTI枪 (2) 2.1 电弧炉炼钢工作原理 (2) 2.2 电弧炉炼钢的发展现状 (3) 2.3 PTI枪系统组成 (3) 3 可编程控制器（PLC）简介 (7) 3.1 可编程序控制器的概述 (7) 3.2 PLC的工作原理 (7) 3.3 PLC发展现状与趋势 (8) 3.4 西门子S7-300PLC (8) 3.5 西门子STEP-7编程软件 (10) 4 碳仓系统总体设计要求 (13) 4.1 设计要求 (13) 4.2 功能要求 (15) 5 硬件设计 (16) 5.1 硬件组态 (16) 5.2 上载硬件实际组态到编程器 (16) 6 软件设计 (19) 6.1 料仓部分的程序设计 (19) 6.2 运行仓部分的程序设计 (21) 6.3 三路碳粉分配器部分的程序设计 (28) 7 程序调试 (35) 结论 (36) 致谢 (37) 参考文献 (38) 附录 A 碳仓控制系统源程序 (39)
1 绪论 据统计，目前全世界粗钢产量的30%由电炉生产，我国电炉钢也约占总钢产量的20%左右。电弧炉电气运行是电炉冶炼生产最基本的保障，它关系到冶炼工艺、
原料、电气、设备等诸多方面的问题，直接影响电炉炼钢生产的各项技术和经济指标，因此对其进行最佳化的研究意义重大，不但可保障冶炼工艺的顺行和充分发挥设备资源的作用，还能提高生产率，节能降耗。 可编程控制器是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术，计算机技术，通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。随着微处理器、计算机、网络和数字通信技术的飞速发展，工业生产自动化控制技术已扩展到了几乎所有的工业领域。应用计算机网络技术来解决工业自动化任务已逐渐成为普通的技术。可编程序控制器是应用面最广、功能强
长春理工大学 热工课程设计说明书题目箱式电阻炉的设计 学院材料科学与工程学院 专业无机非金属材料（建筑材料）班级0706121 姓名向仕君学号18
2009 年7 月5 日 设计任务书 一、题目：箱式电阻炉的设计 二、原始数据： 电路形势：箱式电阻炉 炉膛尺寸：120 ?mm 170 260? 使用温度：1000℃ 表面温度：60℃ 电源电压：220V 三、设计要求： 1、设计认真，积极思考，独立完成，有所创新。 2、设计说明书：一份 思路清晰，论述充分；设计参数选择合理，设计计算步骤完整，结果准确；著名参考文献。 3、设计图纸：2＃图纸1—3张 图画布置合理，比例适当，图画清洁；绘图线
条类型正确，位置准确；尺寸标注正确、齐全。 摘要 本说明书重点阐述箱式电阻炉的具体设计过程。设计过程包括高温炉的简介，炉膛尺寸的确定，材料选择，电阻炉尺寸和结构设计，功率计算，供电电路的选择，电热提的尺寸确定及安装，以及热电偶使用，涉及到热量计算，功率计算，电热元件规格计算。 本设计说明书可供实验电阻和工业电阻炉的维修和设计提供理论参考导和指导。
引言 陶瓷工业在社会主义建设，国防科学和人民生活都占重要的地位，它不仅与人类的日常生活存在密切的关系，而且随着科学技术的发展，已经超越了日用，建筑及一般的工业用途的范围，而应用与电子，原子能等尖端材料中。 生产陶瓷中一个重要的过程就是烧结，烧成时在热工设备中进行的，这里的热工设备指的是窑炉及其附属设备。 窑炉从生产方式上分为间歇式和连续式，按电能转化为热能形式分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，等离子炉等，在使用热源上又分为火焰式和电热式。目前，电子陶瓷，高温陶瓷及其他特种陶瓷的生产和科研处于火热期。 在实验中，使用较多的是间歇式的电阻炉。
电弧炉的机电一体化设计 摘要：科技发展的进步和经济水平的提高加快了人们的生活节奏，人们对生产力的要求也逐渐提高，尤其是电子高新技术的发展，给机械工程工业的生产提供了新方式。电弧炉作为熔炼金属的专业炼钢炉，在现代社会的工业建设中有重要地位，机电一体化设计具有智能化、绿色化和人性化等现代特征和优势，将机电一体化设计与电弧炉的应用相结合，是一项具有现代进步意义的选择。本文首先简单介绍电弧炉的控制系统，随后结合机电一体化的特征阐述两者之间的结合应用。 关键词：电弧炉；机电一体化 机电一体化控制系统融合多种技术，在人类社会进步的过程中发挥着越来越不可缺少的作用，并呈现出与各种工业技术融合发展的趋势，带来显著的经济效益和社会效益，电弧炉一直是世界炼钢工业的主要形式，在自现代自动化和智能化的发展模式下，电弧炉炼钢的优势越来越显著，冶炼周期逐渐缩短，冶炼效率显著提高，冶炼质量相应得到改善，为企业获得更多盈利，在电弧炉炼钢的过程中融入机电一体化设计，用机电一体化的控制系统操作电弧炉，将会是电弧炉应用发展的一大进步。 一、电弧炉的控制系统 1.控制器 电弧炉是指利用电极电弧产生的高温冶炼钢铁金属的电炉，操作简便，占地面积小。在电弧炉液压式电极调节系统中，电弧炉的控制器主要有模拟控制器、PLC控制器和工业计算机控制器三种。模拟控制器是最早应用在电弧炉上的控制器，价格低但控制性能不佳，主要应用在小容量电弧炉上；PLC控制器又叫可编程逻辑控制器，在目前工业领域应用广泛，是一种具有微电子处理机的数字电子处理设备，稳定性较高，但响应较慢，对大型电弧炉的智能控制难以满足。目前国内大部分电弧炉使用的还是PLC控制器，用户可以根据需要自行编辑程序以满足生产需求；工业计算机控制器作为现阶段电弧炉制造生产的发展方向，具有大型运算能力和较高的稳定性。 2.控制策略 电弧炉的控制策略分为恒电流控制、恒功率控制、恒阻抗控制三种。下图为常见的电弧炉自动控制系统示意图，进料口、加热接触和排气泄放设置主要控制送料控制、加热反应和液态金属排放三个控制阶段。 自动控制系统示意图 恒电流控制主要通过对电机升降进行控制实现稳定控制电弧电流，但这种控制方式也存在一定缺陷。在三相电流电弧炉中ＩＡ+ＩＢ+ＩＣ＝Ｏ，很容易出现误控制的短路状态。恒功率控制也存在不足之处，单向电弧功率＝电弧电压×电弧电流，在这种情况下，无论是电弧电压还是电弧电流的升高降低都会引功率变动，而电弧炉的工作特殊性决定了其外部环境和内部环境的影响因素都很多，在不确定因素的影响下极易引起操作失误，由此可见恒功率控制的不稳定性。相较而言，恒阻抗控制的稳定性就高得多，从下表1中电极移动对各参数的影响可以看电极电压上升电流电流下降阻抗上升，电极电压下降时电流升高阻抗下降，电极的升降关系与各参数之间的关系清晰明了。 表1 电极移动对参数的影响
工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述 能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧张局面日趋严重[81]。 与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水泥综合能耗高达45％。据测算，我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％[82]。因此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。 工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%，能源节约潜力仍很大（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。 我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KVA左右的小炉型（散热
大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。 目前工业硅生产中能源节约途径主要有：1）炉型的大型化方向；2）炉型的密闭化方向；3）余热利用化方向；4）提高炉子电效率措施如改进短网结构设计、改善变压器性能、改善电参数、采用低频电源等；5）提高炉子热效率；6） 改变炉内反应机制；7）改变原料性能方向；8）采用自动控制方向；9）管理制度建设方向。由于上述诸多途径尚处于讨论阶段，形成固定技术并推广者仅有短网改进、管理制度建设上，许多技术细节缺乏，因此真正意义上可以直接使用的工业硅生产中能源节约技术还需要研究与试验。 经过多年的摸索探讨，目前我国工业硅电弧炉的电效率平均在92%以上，各种提高电效率的技术或措施也比较成熟如改进短网结构设计、使用优质导电材质、采用低压补偿技术、改善电参数等方面。但是，我国工业硅电弧炉的热效率普遍比较低，这是导致我国工业硅生产能耗高、能源利用效率低的主要原因，表5-1是我国某厂6300KVA电弧炉的热平衡分析表[21]。 表5-1 我国某厂6300KVA电弧炉的热平衡分析
日产30吨矿热电弧炉设计
摘要 我国是钛资源大国，但在钛资源的利用上，无论是钛渣、钛材还是钛白都与钛工业发达国家存在着一定的差距，与钛资源大国的地位极不相称。所以，要发展我国的钛工业，应加大钛资源的开发与利用的力度，特别是发展富钛料的生产。 富钛料的生产一般采用矿热电弧炉冶炼，本课题主要设计日产30吨钛渣的矿热电弧炉，首先通过查阅文献了解矿热电弧炉情况，然后根据物料平衡计算出炉子各重要部分的尺寸，再利用能量平衡验算尺寸的正确性，最后得到满足设计要求的电弧炉。矿热电弧炉的设计关系到富钛料的产量和质量，对我国钛工业的发展具有重要意义。 关键词矿热电弧炉，钛渣，物料平衡，能量平衡
ABSTRACT Our country is prosperous country of titanium resources. While, in the rate of titanium resource use, either titanium slag, titanium or titanium dioxide and titanium industry in developed countries, there exists a large gap, so that the titanium resource is not coordinate to the reputation of titanium around the world. So, for the development of China's titanium industry, it should increase the development and utilization of titanium resources strength, which must develop the rich titanium material production. Titanium slag production generally uses the electric furnace smelting of ore smelting electric arc furnace,This paper designs a Daily-product 30 tons of titanium slag electric furnace. For the first of all according to Consult material to understand mine hot furnace,then according to the material balance calculation of the important part of the size and by using the energy balance checking dimension correct, it came to the conclusion how much necessary amount need to be designed. Ore smelting electric furnace design is in relation to the high quality titanium material production; to industry of our country titanium has important implications. Keywords Electric furnace，Titanium slag，Material balance，Energy balance
论电弧炉的发展与设计 一、电弧炉简介及其发展趋势 电弧炉是炼钢电炉的一种，也是目前世界上熔炼优质钢、特殊用途钢种的主要设备。电弧炉炼钢技术已有100年的历史，第二次世界大战后电炉炼钢才有较大发展，在最近的20年，电弧炉炼钢技术发展尤为迅速，电弧炉的应用带来了炼钢技术的革命。尽管全球粗钢年产总量的增长速度很缓慢，但以废钢为主要原料的电弧炉炼钢的产量所占的比重却在逐年上升。2001年，电弧炉炼钢占世界钢产量的40％，成为最重要的炼钢方法之一。与高炉铁水炼钢相比，其竞争优势在于投资费用和运行成本。自60年代中期提出电弧炉超高功率概念以来，电弧炉建造趋于大型化、高功率化，出现现了多种新型式的电弧炉。在发展大型电弧炉的过程中，美国曾用六支电极，由两台变压器供电，电弧炉为椭圆形。 发展大容量电炉和提高电炉自动化水平，采用大功率静止式动态补偿技术，用水冷构件代替耐火材料，炉盖第四孔直接排烟与电炉周围密封罩相连接的烟尘净化系统，炉盖第五孔机械化自动化加料系统，电炉使用还原铁比例逐渐扩大，炉外废钢预热，炉内燃料助燃，强化熔池用氧，开发底气搅拌系统和泡沫渣覆盖下的冶炼工艺，从冷却水和废气中回收热能，采用全连铸，发展纤维石墨电极和采用优质高效碱性镁碳炉衬等。 电弧炉炼钢得到迅速发展的主要原因： (1)废钢日益增多 (2)钢铁工业迅速增长。由于发电设备大型化和技术不断改进，可利煤用部分劣质粉发电，电的供应和价格比较稳定，使电炉炼钢有了比较可靠的基础。此外，电炉用废钢比高炉——转炉炼钢的能耗低。 (3)电炉趋向大型化、超高功率化，冶炼工艺化。 (4)投资少，基建速度快，基金回收速度。 (5)钢液温度、成份容易控制，品种适应性大，可冶炼多种牌号的钢，同时还能间断性生产。 电炉炼钢是世界各国生产特殊钢的主要方法，它具有一系列的优点： (1)电炉炼钢的设备投资少、基建速度快；
大家好，我已经在本论坛注册4年，但是发帖很少，在这里也学到了很多东西。作为答谢各位刀友，今天我要给各位刀友们提供一些实质性的具有操作意义东西。 电阻炉，各位刀友们一定都熟悉吧，它相比炭火炉、气炉等有着温度控制精确、清洁、节省能源等天生的优点。网上乃至本论坛有很多人都讲了怎么做电阻炉，不过我觉的他们讲的不够详细，也没有实际操作的可行性。 由于时间有限我今天就讲一讲电阻炉发热丝的设计与计算。 有的人要说了，不就电炉丝嘛，有什么好设计计算的。这里我要说那你就是外行了。首先我们的电阻炉是用来热处理的，要处理合金工具钢、不锈钢等材料温度必须要到1100度左右。这是普通电炉丝不能承受的，还有，你如何确定功率、如何让电阻丝长寿命的工作，如何在有限的炉膛里面布置下电阻丝这些都是问题。 大多数电阻丝都是预制好的（标定功率），但预制电阻丝并不总合适你的炉子尺寸。 我接着分为如下几个部分来讲解电阻丝的设计 1。电炉内部尺寸的确定和电阻丝功率的确定 2.电阻丝线径的确定 3.电阻丝表面负载 4.线圈直径和拉伸参数 5.综合考虑 免责声明：需要有基本电学知识。如果你没有基本电学知识，请不要尝试或者向精通者学习后再尝试。电是危险的，如果你因此受伤或者死亡本人概不负责。 你的首要考虑应该是： 1.1功率： 有什么样的电压可用（220V，380V等）和你的插座、电线、电表、空开允许多少安培的电流（别告诉我你不知道，铭牌上有的）。 例如：你有220V和允许最大电流16A。 U（伏）I（安培）= P（瓦特） 220伏x 16安培= 3520瓦 所以我设计的电炉最大功率必须小于3520w。 最好是有10%的安全余量3168w，避免空气开关跳闸。 1.2尺寸： 这取决于几个因素，设计最高温度、升温速度。 如果你是个热力学工程师，可以计算出尺寸和功耗的要求，准确的热损失率，对流，辐射和传导，绝热材料吸热量、热损失率等等。 我们不需要这样做，我查阅了国外商业电窑的一些设计参数。 奥尔森窑（给爱好烧陶瓷的人用的）设计参数是这样的：0.92瓦/平方厘米2- 1.3w /厘米2的功率密度。我也计算过一些美国专业给刀匠设计的热处理炉，大多数功率密度是0.6瓦特/厘米2- 0.7瓦/厘米2，我估计是他们的保温材料保温性能比较好，结合我们国家的实际，我觉得保险起见还是参照奥尔森窑的设计参数。那么我就取一个方便计算的值1瓦/平方厘米2
目录 绪言 第一章设计方案 (1) 1.1 设计概述 (1) 1.2 产品方案 (2) 1.3 产量计算 (4) 1.4 新技术、新设备的选择说明 (14) 1.5 工艺流程及车间的组成………………………………………….……… 15 第二章电弧炉设计 (17) 2.1 电弧炉炉型及其尺寸计算 (17) 2.2 炉子变压器功率和电参数的确定 (22) 第三章连铸设计 (26) 3.1 车间设备及参数的选定 (26) 3.2 连铸机基本参数的确定 (27) 3.3 连铸车间的工艺布置 (31) 第四章车间布置及主要设备的选择 (33) 4.1 炉子跨 (35) 4.2 原料跨 (42) 4.3 浇铸跨 (45) 4.4 精炼跨间布置 (48) 第五章电炉炼钢的经济技术指标 (53) 5.1 产量方面 (53) 5.2 质量方面 (53) 5.3 品种方面 (53) 5.4 成本方面 (54) 第六章专题研究 (55) 6.1 开发背景 (55) 6.2成形耐火涂料的特性和性能 (56) 6.3耐火涂料层的涂敷作业 (58) 6.4结束语 (58) 参考文献 (59)
绪言 本次设计是根据娄底地区条件设计年产量为70万吨电弧炉炼钢车间，该地区矿藏丰富，水源充沛，交通发达，设计炼钢车间条件比较合理。同时在该地区建厂不仅是本地区工业发展的需要，也为本地区重工业的发展提供拉可靠保证在本次设计中。考虑到我国的钢铁工业的发展现状，及未来钢铁行业发展的方向，更加为能够创造出最大的经济效益，在行业竞争中处于有利地位，同时根据市场需求，重点发展优质钢，合金钢等特钢品种， 本次设计中采用现在比较先进的炼钢技术。尽量做到经济上合理，技术上先进，减轻工人的劳动强度，改善工人的工作环境，建设一流的现代炼钢车间。如：在本次设计中。电炉中采用二次燃烧技术，吹氧自动系统。连铸车间中，采用全程保护浇注，电磁搅拌系统，结晶器液面控制仪，汽水喷雾冷却等先进技术，为企业的高产量，高质量发展创造拉条件，将为企业本身和地方经济发展做出不可磨灭的贡献，创造丰富的经济效益。 在本次设计中，是本人三年专业知识学习的一个促进过程。电炉部分的一个总结，知识的一个再学习过程。本次设计中得到了李永清老师的悉心指导和帮助，本人表示非常的感谢。然而，由于本人水平有限，设计中难免有不足和纰漏之处。望各位给予指正。
120吨电弧炉炉体设计 第一章电弧炉炼钢的发展 1.1电弧炉的发展 国外电炉炼钢的发展情况 自上世纪中叶至今，尽管转炉炼钢技术取得了长足的进步。但世界电炉钢比例不断增长，从1950年的7.3％增长到2004年的33.8％。 电炉钢比例的增长，主要是由于跟高炉转炉长流程相比，电炉炼钢具有固定投资小，消耗铁矿石，焦炭，水等资源少，占地面积小，可比能耗低，对环境污染少，工厂可接近资源产地及市场，启动及停炉灵活等优点，符合全球可持续发展要求。 本世纪前四年，世界上年产钢500万吨以上的主要产钢国家各国粗钢产量稳步增长，电炉钢比例不同国家有增有减，总体上有所降低，从2001年至2003年电炉钢的比例从35%下降至33.1%。2004年虽然粗钢产量增长迅速，但世界电炉钢比例从33.1%上升至33.8%。 我国现代电炉炼钢的发展情况 我国现代电炉炼钢始于1993年原冶金部和上海市在上海召开的“当代电炉流程和电炉工程问题研讨会”（以下简称第一次上海会议）。由于各级政府部门引导，支持钢铁企业进行了对现代电炉流程的一轮投资，依靠引进国外现代电炉流程先进技术，在我国建成了一批“三位一体”或“四位一体”的先进电炉流程。 从1993年至今，我国电炉钢生产的发展可分为三个阶段。 在1993年至2000年这一阶段，我国电炉钢产量在1800~2000万t波动，电炉钢比例逐年下降，从23.2%下降至15.7%。这是由于一方面淘汰了大量落后的小电炉，使得我国电炉钢产量下降，另一方面新投产的大电炉产量还是不够高，致使电炉钢产量在一个水平线上波动，另外由于转炉钢产量的迅速增长，电炉钢产量增长比较慢，致使电炉钢比例下降，但这也正好说明“第一次上海会议”的意义及影响，如果没有1993年的“第一次上海会议”，在小电炉大量被淘汰的情况下，2000年我国电炉钢的比例恐怕还会低很多。 从2000年至2003年，在世界电炉钢比例有所下降的同时，我国电炉钢比例却走出了低谷有所回升。从2000年的15.7％上升到2003年的17.6％。电炉钢比例回升说明在这一阶段，虽然全国钢产量迅速增长，但电炉钢增长的速度比钢总量增长的速度更快。
电磁炉设计说明书 电磁炉设计说明书一产品特点： 电磁炉是一种利用电磁感应原理工作的家用电器，锅具自身即为发热体，由于具有热效率高、能有效节约能源等优点，深受广大用户的欢迎。应用电磁炉煮食，无明火、无烟尘、不产生废气，极具环保效果，即安全，又干净。 本产品是本公司运用现代工业设计理论语人机工程学原理，集国内、外厂家同类名牌产品的诸多优点设计而成，款式新颖、品质卓越、安全环保。 二应用方案： 本产品采用本公司自行研发的电磁炉专用51单片机— MXT8051为控制核心，以内部集成有四个独立比较器的 LM339为保护功能实现核心，并配合外围其他芯片，完成电磁炉的各种烹饪及保护功能。 MXT8051是以高速单指令周期8051为核的MCU，MXT8051针对电磁炉的功能需要，内部设有片内程序存储器8K Byte，内部RAM 256Byte，集成了4个10位AD、WDT、Timer、OP、PWM等模块，能实现包括各种精确定时、延时变量的设置等在内的时钟处理、模拟量采集与模数转换、智能运算等功能，完全满足电磁炉控制系统的要求。 本方案利用MXT8051内部的PWM模块，配合IGBT，可编
程实现电磁炉的功率控制；利用4个10位AD模块，配合OP模块，可高精度实时采集锅底温度、IGBT温度、电网电压以及工作电流；利用Timer模块，可编程实现高精度定时功能；利用单片机内部其他资源，采用编程方式实现内部过温保护、面板过温保护、自动关机功能和延时散热功能；利用LM339，可以实现自动锅检功能、小件检测功能、欠、过压保护功能及浪涌保护功能等保护功能。 由于MXT8051单片机是本公司自行研发的电磁炉专用控制芯片，因此，本方案在保证电磁炉高性能的基础上，在成本上具有明显优势。 三性能特点： ⑴微电脑控制，功能齐全 烹饪功能：设有火锅、爆炒功能，由微电脑控制加热过程，用户只需选择面板上相应的按键，使用方便，操作简单。 多段火力：设有五档火力，用户可根据自己需要选择不同的火力。 精确定时：用户可根据自己的需要，选择5分钟、15分钟、20分钟、30分钟、35分钟、45分钟、50分钟的定时时间，时间到后自动停止工作。 ⑵高效节能，省时省电 热效率高，使用安全、方便、快速、省时。 ⑶内部设有多种保护功能，使用安全、可靠