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100吨竖式电弧炉洁净化生产技术郁福卫宋万平崔鹏高刘栋牛和平（安阳钢铁集团有限责任公司第三炼钢厂）摘要本文主要对安钢100吨带指形托架的竖式电弧炉生产洁净化手段及采取的主要措施进行介绍。
关键词指形托架竖式电弧炉洁净化技术CLEANING PROCESS TECHNIQUE OF THE 100t FSFYu Fuwei Song Wanping Cui Penggao Liu Dong Niu Heping(The No.3 Steel-making Plant of Anyang Iron and Steel Group Co,Ltd)ABSTRACT This paper main introduces the Process Cleaning means and main operation method of 100t FSF in ANYANG STEEL.KEY WORDS Finger Bracket Shaft Furnace Cleaning Technique安钢100t电炉－连铸工程是河南省、安钢的“九五”发展规划重点项目，是安钢实施结构调整，走向钢铁强厂的关键工程。
安钢地处安阳殷墟所在地西侧，随着殷墟申报世界文化遗产的进程加快，新建项目的环境保护问题显得尤其重要。
环境保护是我国重要国策，钢厂是污染的主要单位，在发展生产的同时，钢厂必须把环境保护与社会经济发展之间的关系协调好，把环境效益与经济效益统一起来。
安钢100吨竖式电弧炉是烟尘、噪音、废渣产生的大户，因此洁净化系统的优劣直接关系到安钢新建项目的环境保护问题。
1安钢100吨电炉－连铸工程洁净化介绍100吨电炉－连铸工程的环保设施按照“三同时”的原则，与主体工程同时设计、施工和调试。
设计中本着先进、实用和可靠的原则，由外方技术总负责并做到基本设计。
北京设计研究总院和上海设计研究院作详细设计。
洁净化手段的关键设备及部件引进，如除尘和水系统的电控部分、除尘器关键零部件等。
100t电炉炼钢车间工艺设计莱钢集团为优化产品结构，提升企业竞争力，新建一条电炉炼钢生产线，炼钢部分建设内容包括一座100t 超高功率电弧炉、两座120tLF 钢包精炼炉，一座120tVD 真空精炼炉，一台5机5流大圆坯连铸机，连铸坯产品规格为Φ500mm 、Φ650mm 、Φ800mm 。
1生产规模及产品大纲1.1生产规模炼钢车间年产合格钢水115万t ，钢坯110万t 。
1.2产品大纲产品以汽车、机械、石油化工、铁路、军工、核电及风电等机械制造业用钢为主，主要冶炼品种有合金结构钢、碳素结构钢、齿轮钢、弹簧钢和轴承钢等钢种。
2炼钢车间工艺布置及工艺流程2.1炼钢车间工艺布置炼钢主车间由电炉跨、原料跨、精炼跨、三跨组成，主车间各跨间毗邻平行布置（见表1）。
辅助车间主要包括废钢配料间。
2.2炼钢工艺流程图炼钢工艺流程图见图1。
2.3炼钢车间工艺平面布置图炼钢车间工艺平面布置图见图2。
3主要设备组成及技术参数3.1电炉主要技术参数电炉主要技术参数见表2。
3.2LF 精炼炉主要技术参数LF 精炼炉主要技术参数见表3。
100t 电炉炼钢车间工艺设计王保峰，王海燕（山东省冶金设计院股份有限公司，山东济南250101）摘要：介绍了莱钢100t 电炉炼钢车间工艺设计的特点、电炉炼钢工艺流程及炼钢工艺和设备采用的先进技术，并对炼钢工艺及设备参数进行了描述。
关键词：电炉；LF 精炼炉；VD 精炼炉；工艺设计中图分类号：TF741文献标识码：B文章编号：1001-6988（2018）04-0050-03Process Design of 100t EAF Steelmaking WorkshopWANG Baofeng,WANG Haiyan（Shandong Province Metallurgical Engineering Co.,Ltd,Jinan 250101,China ）Abstract:The characteristics of 100t EAF steelmaking workshop process design in Laiwu Steel,the EAF steelmaking process and advanced technology are introduced,and the steelmaking process and equip -ment parameters are described.Key words:EAF;LF;VD;process design收稿日期：2018-05-15作者简介：王保峰（1982—），男，工程师，主要从事炼钢工艺设计及设备管理工作.表1炼钢车间厂房参数表跨间名称主要尺寸/m 吊车吨位×台数跨度长度轨面标高配料一跨302521416t 电磁吊×4配料二跨302521416t 电磁吊×4配料三跨301681416t 电磁吊×2电炉跨3025230.5280t/80t 桥吊×1160t/40t 铸造吊×150t/10t 桥吊×1原料跨242283650t/10t 桥吊×132t/5t 桥吊×1精炼跨3022833240t/75t 铸造吊×2工业炉Industrial Furnace第40卷第4期2018年7月Vol.40No.4Jul.201850万方数据。
XX钢集团XX钢钒有限公司新建100tLF精炼炉工程施工图方案设计（图号：87初12）XXXXXX冶金工程技术有限公司XXXXXX钢集团设计研究院有限公司新建100tLF精炼炉工程目录第一章总论 (1)第二章工艺及设备 (18)第三章化检验 (39)第四章总图运输 (42)第五章热力 (44)第六章通风除尘 (46)第七章燃气 (50)第八章给排水 (52)第九章电气 (57)第十章自动化控制 (62)第十一章自动化仪表 (67)第十二章电讯 (70)第十三章土建 (73)第十四章能源分析与评价 (77)第十五章环境保护 (79)第十六章安全与工业卫生 (84)第十七章消防 (92)第十八章劳动定员 (95)第十九章工程建设实施安排 (96)第二十章投资概算 (99)第一章总论1. 概述XX钢集团XX钢钒有限公司（以下简称XXXX）位于XX市XX区，2002年，由XX无缝钢管有限责任公司与XX钢铁厂进行资产重组后形成,主要产品为无缝钢管、小型材、线棒材，是我国轧机最多、类别最全、能生产多品种、多规格无缝钢管的生产基地。
2011年9月份，XXXX新建成投产了一座100t转炉，同年底根据国家淘汰落后产能的产业政策要求，淘汰了1座30吨转炉和1台四机四流小方坯连铸机，另1座30吨转炉将于2012年底淘汰。
在保证现有高炉铁水年生产能力不变的条件下，为了确保炼钢生产能力和产品结构、稳定炼钢生产节奏，因此XXXX拟新建1台100tLF精炼炉。
2. 设计依据2.1 XX钢集团XX钢钒有限公司新建方圆坯连铸机工程初步设计（2011年12月版）；2.2 XX钢集团XX钢钒有限公司新建120t转炉工程可行性研究报告（2011年12月版）；2.3 新建100tLF精炼炉工程初步设计（代可研）（2012.7.19审定版）；2.4 XXXX公司提供的2012年9月21日《LF炉审查存在问题》；2.5 与XXXX相关部门的结合意见。
120 t转炉汽化冷却系统运行存在问题及改进朱秀强【摘要】Existing problems and main causes in the operation of the evaporation cool-ing system of 120 t converter at Sanming Steel were analyzed while solutions were put for-ward. Through repeated practice the evaporation cooling process of the 120 t converter was stabilized, equipment service life increased and energy saving efficiency significantly improved.%分析了福建三钢120 t转炉汽化冷却系统运行存在问题、主要影响因素，提出了解决办法。
经过反复实践，稳定了120 t转炉汽化冷却运行工艺，提高了设备使用寿命，同时节电效果显著。
【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】4页(P31-33,37)【关键词】汽化管;强制循环;软化水;改进【作者】朱秀强【作者单位】福建三钢集团有限责任公司炼钢厂、福建三明 365000【正文语种】中文【中图分类】TF713转炉汽化冷却是指炼钢产生的高温烟气与汽化管外壁接触，将热量传递给汽化管内的水，使水变成蒸气，带走大量热量，降低烟气温度。
转炉汽化冷却系统运行的好坏事关转炉生产的顺行与否。
福建三钢二炼钢有3座120 t转炉，转炉汽化冷却采用强制循环和自然循环相结合方式，活动烟罩、氧枪口、左右下料口采用低压强制循环，炉口固定段、可移动段采用高压强制循，斜一段、斜二段、末一段、末二段化采用自然循环环。
转炉汽化冷却强制循环在福建三钢为首次采用，投产伊始该系统设备故障率较高。
钢铁厂的汽化冷却及汽化冷却装置设计一、概述冶金生产中，冶炼或加热设备处于1200℃高温以上，其设备构件需要冷却才能正常生产。
汽化冷却是采用软化水以汽化的方式冷却冶金设备并吸收热量从而产生蒸汽的装置，在原理上汽化冷却装置可视为一种特定锅炉。
采用汽化冷却取替工业水冷却冶金炉的冷却构件或高温烟气，不仅取得良好的冷却效果，而且大量回收二次能源。
汽化冷却不仅作为一种冷却系统，更是作为一种余热利用装置在冶金工厂广泛采用。
二、汽化冷却装置的原理（一）冷却换热原理汽化冷却利用水转变成蒸汽时吸收热量冷却构件。
以工作压力为0.5 Mpa（表压）的汽化冷却系统为例，1kg饱和水受热转变成蒸汽时吸热2089.2GJ，如果给水温度是20℃，把水加热到沸点（158℃），1kg水吸收热量577.8GJ，这两部分热量加在一起，则1kg20℃的水在0.5Mpa（表压）下的汽化冷却系统转变为1kg饱和蒸汽，吸热量为2667GJ。
如采用水冷却系统，则1kg水仅能带走83.74GJ左右的热量。
达到同样的冷却效果时，汽化冷却用水量仅为水冷却的三十分之一。
（二）水循环原理1/ 9汽化冷却装置的循环方式有自然循环和强制循环两种方式。
1．自然循环。
自然循环是依靠工质（水和汽水混合物）的容重差形成水循环。
自然循环系统由汽包、下降管、冶金炉受热管和上升管组成循环系统。
汽包中的水沿不受热的下降管下行到联箱中，由此引入冶金炉受热管加热，水成为汽水混合物，沿上升管回到汽包中去。
水的容重γ（kg/m3）及汽水混合物的容重γ′，（kg/m3）之差，乘以液柱高度H，即称做循环管路的流动压头Pz，就是自然循环的动力。
靠此动力来克服循环回路的总阻力损失ΣΔP其数学表达式为：Pz=H(γ-γ′，) =ΣΔP（Pa）2．强制循环。
强制循环的动力是由循环水泵产生，它迫使工质产生从汽包、下降管、循环泵、冶金炉受热管、上升管回至汽包的水循环。
三、汽化冷却装置的讨论汽化冷却在国内外钢铁厂中得到了广泛应用，目前国内应用最普遍的是炼钢转炉汽化冷却和加热炉汽化冷却。
大连特殊钢有限责任公司技术操作规程GC/DX08.61-2014大型材公司100t 转炉基本工艺规程效2014.01.25发布2014.01.25实施大连特殊钢有限责任公司发布目 录1、适用范围 ......................................................................................................................................................... 4 2、流程概述 ......................................................................................................................................................... 4 3、转炉系统主要设备参数 (5)3.1氧枪本体 (5)表1 氧枪本体参数 .............................................................................................................................. 5 3.2氧枪升降横移小车 .. (5)表2 氧枪升降横移小车参数 .............................................................................................................. 5 3.3倾动设备 (5)表3 倾动设备参数 .............................................................................................................................. 5 3.4转炉设备性能参数（本体） . (6)表4 转炉设备性能参数 (6)4、原材料 (6)4.1 铁水标准及要求 (6)表5 铁水成分表 .................................................................................................................................. 6 4.2生铁及废钢标准及要求 (7)表6 形状及单重表 (7)4.3 辅助材料标准及要求 (7)表7 高位散状料仓容积及排布 .......................................................................................................... 8 表8铁合金高位料仓容积及排布 . (8)5、基本检测及计量要求 (9)表9 原料计量误差 (9)6、装入制度 (9)6.1装入量计算 (9)表10 装入量分配 ................................................................................................................................ 9 6.2铁水与废钢的配比 ................................................................................................................................ 9 7、供氧制度 (9)表11 氧枪喷头工艺参数 .................................................................................................................... 9 表12 氧枪枪位参数 .. (10)8、造渣制度 (10)表13 根据铁水硅含量确定如下加料 .............................................................................................. 10 表14 炉渣终点成分参考 (10)9、温度制度 (11)表15 终点温度影响参照下表 (11)11、终点判断及控制 (11)11.1终点控制 (11)打印无效11.2出钢条件 ............................................................................................................................................ 12 12、 出钢及脱氧合金化 .. (12)12.1 出钢 ................................................................................................................................................... 12 12.2脱氧合金化 . (12)表16 转炉出钢合金化终点成分要求表 .......................................................................................... 12 表17 转炉出钢C 终点成分控制表 .................................................................................................. 13 表18 转移至大型材公司Cr 水成分表 .. (13)13、挡渣制度 ..................................................................................................................................................... 14 14、出钢过程钢包底吹氩制度 ......................................................................................................................... 14 15、溅渣制度 .. (14)表19 溅渣操作工艺参数 (14)16、开新炉操作 ................................................................................................................................................. 14 17、异常情况处理 (15)17.1回炉钢处理 (15)17.2冶炼中控制突发性喷溅的方法 ........................................................................................................ 15 17.3吹炉底操作处理要点 ........................................................................................................................ 15 17.4复吹工艺技术处理要求 .. (17)表20 转炉长寿复吹工艺高、中、低碳钢的底吹供气强度 .......................................................... 17 表21 100吨转炉长寿复吹工艺底吹供气模式 ................................................................................ 17 17.5造渣制度处理 .................................................................................................................................... 18 17.6 温度制度处理 ................................................................................................................................... 18 17.7终点控制处理 (18)打印无效1、适用范围本规程适用于大型材分公司100t转炉冶炼所有技术条件钢种。
一、工艺及主要设备介绍安钢第一炼轧厂１００ｔ转炉于２００４年３月２６日投产，年设计生产能力１２０万吨。
采用顶底复吹工艺，底吹惰性气体；转炉设置两套氧枪提升及横移装置，互为备用可远程换枪作业；设置专用氮气供应系统，采用溅渣护炉技术；采用强制循环及汽化冷却相结合的烟道系统及新一代一次烟气除尘系统。
二、自动化系统的特点１）１００吨转炉整体控制系统选用西门子ＰＬＣ Ｓ７－４００系列产品组成工业以太网，工业监控软件选用西门子ＷＩＮＣＣ５．０版本，远程Ｉ／Ｏ现场总线及远程站选用图尔克系列产品２）转炉倾动、氧枪升降、汽化供水泵、副原料装入、辅助车辆驱动控制采用西门子变频器系列产品，其中转炉倾动驱动控制采用闭环控制保证四台电机同步运行。
三、转炉本体电气自动化系统功能描述电气自动化系统设计正是按上述工艺要求进行的，电气自动化系统由计算机控制、基础自动化控制、仪表控制、电气控制组成。
１）计算机通过通讯装置采集生产过程数据、对数据进行加工处理、输出控制命令，并与精炼和连铸计算机通讯。
２）基础自动化控制ＰＬＣ－１ 复吹系统ＰＬＣ－２ 转炉倾动，氧枪系统ＰＬＣ－３ 汽化系统ＰＬＣ－４ 二次除尘系统ＰＬＣ－５ 副原料上料系统ＰＬＣ－６ 副原料投入系统３）仪表系统主要功能是对各种参数（压力、温度、流量、物位、成分等）１００ｔ转炉自动控制系统的改造王慧强 安阳钢铁集团公司第一炼轧厂进行检测与控制；主、副原料、铁合金等物理量的称量。
４）电气系统主要功能是用于转炉倾动、氧枪升降控制；各种泵站阀站控制；皮带输送控制；副原料装入控制；辅助车辆控制等。
四、转炉本体电气自动化系统改造与完善１．氧枪系统存在问题与改造措施１）转炉氧枪控制功能完善转炉氧枪控制与氧枪钢丝绳张力联锁的完善与否，对于转炉能否安全生产，避免恶性事故的发生，起着举足轻重的作用。
在我厂１００吨转炉氧枪张力检测单元存在无法克服的缺陷：氧枪张力随着转炉氧枪的升降出现大幅度的变化，虽经多次安装调整，氧枪张力检测仍然无法达到理想状态。
附件一电炉及电炉工艺1．电弧炉总体设计100t 电炉安装在新接长厂房内18 米跨的10-11柱之间，变压器在炉子北侧，操作室在炉子西北侧18 米跨和24 米跨之间位置，11-12柱之间。
液压站在变压器下面，各阀站在平台上选地方，炉门氧枪在炉门南侧，在变压器和操作室之间留有通道以便天车吊物通过。
天车大车轨道标高+18 米，大车轨距16 米, 炉子跨天车125 t/30t 一台、100t /20t /5t 一台。
电弧炉设计原则是保证设备技术先进、成熟，操作运行可靠，适合冶金、重机行业的特点。
综合国内外近年来的生产实践证明，电弧炉能满足优质、高产、低耗、生产过程自动化、安全以及环保要求。
2．机械结构型式选择1) 100t 炼钢电弧炉采用炉盖旋开顶装料、液压控制;2) 结构形式为ABB 型，采用整体平台导轨式，高架式布置；3) 变压器容量90MVA ；4) 偏心底出钢，出钢车带称量装置出钢；5) 采用铜钢复合导电横臂及大截面水冷电缆；6) 采用可卸结构管式水冷炉壁及管式水冷炉盖；7) 加料装置炉前采用第五孔加料，另设炉后加料装置；8) 采用工控机及PLC 控制；9) 采用出渣罐车出渣方式；10) 设炉门水冷碳-氧枪一支、炉壁碳氧枪一支、EBT 氧枪一支；11) 配备一个在线烘包器。
3．电弧炉主要工艺参数额定容量100t 平均出钢量100t 最大出钢量120t 平均冶炼周期≤90min 平均冶炼电耗≤450kwh/t 平均电极消耗≤4.5kg/t4. 炉膛尺寸设计炉子在全废钢冶炼时，按三次装料.第一次装废钢45%，第二次装废钢35%，第三次装废钢20%废钢收得率92%料篮内废钢平均堆比重 1.1～1.5t/m3 废钢在炉体内充填度90% 经计算需要炉内总容积为89.23m3 可得出炉子主要尺寸如下：炉壳内径?6100mm 炉壳高度4500mm 熔池直径?5008mm 熔池深度1031mm (渣层厚200mm) 熔池容积18.32m3 炉底耐材厚度800mm5 冶炼周期作业时间分配合计时间90min 非通电作业时间37min(全废钢)其中：装料18min （装料为三次，每次6min；）出钢8min，出钢口处理及添加填料6min ，补炉和电极调整5min。
100吨电弧炉及精炼炉除尘系统初步方案二零一三年七月十八日一、前提在确保污染物排放标准的前提下，优化、精心设计降低工程投资。
做到降低除尘电耗，减少运行成本。
力求综合效益的先进性，保证设备长期稳定运行,管理简单方便。
1.1 设计指标捕集率≥95% (屋顶不冒黄烟)排放浓度≤50mg/Nm3。
岗位粉尘≤10mg/Nm3。
（扣除背景值）二、系统工艺方案2.1 捕集形式⑴随着电炉冶炼强度的增大（增加的油氧烧嘴、碳氧喷枪、热装铁水等），操作节奏的加快。
使用单一的烟尘捕集方式已是不能完全达到国家环保的要求。
如单一的普通屋顶罩、单一的第四孔、或是狗屋等等。
根据启航环保公司多年治理电炉烟尘的实际经验，我公司认为，对于贵公司100吨电弧炉来说采用天车通过式屋顶罩加第四孔内排烟的形式才是最经济有效的方式。
天车通过式屋顶罩为电炉烟气的主要捕集形式，第四孔系统采用水冷管道接燃烧沉降室再经火花捕集器和混风室进入主管道。
这样第四孔的高温、高浓度的一次烟气与导流屋顶罩捕捉的二次低温、低浓度烟气有效的混合，在同等除尘风量的情况下达到最佳的烟气捕集形式和最佳的烟气温度。
第四孔一次烟气和导流屋顶罩的二次烟气管道上均设置调节阀门来调节不同工况下第四孔和导流屋顶罩的风量分配，整个除尘系统配置合理，运行成本最低。
⑵100吨精炼炉则采用半密闭罩排烟。
⑶天车通过式屋顶罩我公司将屋顶罩设计成多腔吸烟区域，分为主烟气收集区，散烟气收集区。
并据烟气流向及分布有效地捕集电炉烟气，实现用最小的烟气吸风量，取得较高的捕集烟能力，并使得炼钢电炉烟气在吸入罩体前与适量的冷空气充分混合，烟气温度均匀冷却，烟气捕集率>95%。
根据电炉烟气的特点，罩体设计成双层结构形成主、副吸口，使其更适宜气体流动的顺畅，防止涡流的发生。
大大提高了对电炉烟气的捕集能力。
在电炉平台上设计了移动式导流罩，在电炉周围形成密闭空间，移动罩上设排烟导流口，主要目的是最大限度地减少外部横向气流对电炉烟柱的影响，使烟气尽可能地进入屋顶罩体。
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1项目的研究背景、目的和意义
电弧炉是国际普遍应用的高效、节能、降耗的先进炼钢设备。
发达国家采用超高功率电弧炉炼钢率超过50％以上，而我国为23％。
我国大型超高功率电弧炉普遍采用的配套水冷技术特点是大型、高效、节能、环保。
1995年我国就掌握了大型超高功率电弧炉水冷成套设备的开发生产技术，在引进国外电弧炉项目中，对其设备进行消化、吸收、创新，研制出具有我国自主知识产权、国际先进水平的150t 超高功率电弧炉成套水冷设备，冶炼周期由240min 降低至60min ，吨钢电耗由1000kW ・h 降低到250kW ・h ，钢的生产率由20t/h 提高到100t/h ，炉衬寿命提高到3000～5000炉次。
完全可以替代进口设备。
随着社会的发展和科技的进步，节约用水越来越显得重要。
在工业生产中冷却水循环率并不高，约为30％。
在这种情况下提出了使用汽化冷却来达到更为科学合理的电弧炉冷却方式。
汽化冷却是利用水的汽化吸热原理带走被冷却对象热量的一种冷却方式，其特点：
（1）由于单位质量水的汽化热(2253J/（g ・℃）
)远大于水的比热容(约4.18J/g ・℃)，因此汽化冷却较通常的水冷却具有显著的节水效益。
例如，在一般情况下，对于同一冷却系统，用汽化冷却所需的水量仅为温升为10℃时冷却水量的2％～4%，且仅需约0.6％的补充水量，而水冷却则需5％左右的补充水量。
显然，受水汽化条件的限制，在常规条件下汽化冷却只适用于高温冷却对象。
（2）汽化冷却还具有节电、节省投资、改善操作条件等优点。
按汽化冷却系统中水的循环方式，汽化冷却系统可分为自然循环与强制循环两种。
与水冷却比较，汽化冷却产生的蒸汽可供生产、生活使用，而水冷却构件带走的热量却无法有效利用。
当冷却系统发生泄漏时，汽化冷却系统处于沸腾点的水受燃烧气体的辐射可立即汽化，因此泄漏的水量和由此而引起的热损失同水冷系统相比是微不足道的，而水冷系统的泄漏将会带来严重的后果；汽化冷却系统的配置可以大大提高炉子操作的安全性，如在供水系统发生故障或停电引起断水时，汽冷系统的汽包可以维持一段时间的供水，并可用自身生产
的蒸汽驱动水泵，以保证汽冷系统继续循环。
（3）汽化冷却使用软水作为冷却水，避免了常规水冷却导致的结垢现象。
（4）汽化冷却系统的耗电量及能源消耗要比水冷系统低得多。
汽化冷却装置的运行是否安全可靠不仅直接影响蒸汽的产生，更重要的是将影响散热装置的生产和安全，因此保证安全可靠十分重要。
在汽化冷却装置中，只有辐射管受热，其热强度较大，又是垂直布置，因此热辐射管的冷却是整个装置安全可靠的最主要一环。
实际运行中，汽化冷却装置的故障以热辐射管的烧坏及爆管占多数，其次是循环管道的震动。
这些都是热辐射管中循环流动不正常引起的。
所谓流动不正常就是出现循环停滞、倒转、汽水分层等现象。
设计时最主要的是防止汽水分层，同时从结构上避免循环倒转。
综上所述，在电弧炉冷却方式的选择上，汽化冷却系统较水冷却具有明显的优势，开展此项研究，对于节约水资源、提高我国超高功率电弧炉生产效率、设备寿命、促进钢铁工业持续发展以及加快国外先进技术国产化进程都具有深远意义。
2国内外研究状况
欧洲的电炉采用汽化冷却方式比较多，德国的OS-CHATZ 公司在80年代已经为欧洲一些钢铁厂的4座电炉设计和制造了汽化冷却系统。
在前苏联时期，汽化冷却被普遍采用，不论是炼钢电炉还是铁合金电炉，不论是开放式还是闭式，都有采用汽化冷却技术的，但其主要冷却构件只限于电极、炉盖等。
德国OSCHATZ 公司在120～140t 超高功率电弧炉的炉体、炉盖和烟气导管上都成功地实现了汽化冷却，蒸汽压力为1.8～2.5MPa ，汽化冷却系统可以根据现场条件采用自然循环和强制循环。
如德国克虏伯公司的150t 超高功率电炉的烟气导管和炉壳的汽化冷却装置采用自然/强制循环系统，蒸汽压力1～2.5MPa ，可生产蒸汽10～13t/h 。
纵观国内外发展状况，汽化冷却的节能意义为国内外公认。
20多年来国内已有几十座步进式加热炉，采用
100t 电弧炉汽化冷却成套设备的开发
孙立国1，黄聪仕1，王
良1，韩文春1，刘承军2
（1.烟台国冶冶金水冷设备有限公司，山东
烟台265500；2.东北大学，辽宁
沈阳110006）
摘要:描述研制100t 电弧炉汽化冷却成套设备的背景、目的和意义；介绍国内外研究现状并预测其市场需求及推广前景。
关键词：电弧炉；汽化冷却；蒸汽中图分类号：TM724.4文献标识码：B 文章编号：1002-1639(2005)02-0067-02
The Research and Development of 100t EAF V apor-cooled Complete Equipment SUN Li-guo 1,HUANG Cong-shi 1,W ANG Liang 1,HAN Wen-chun 1,LIU Cheng-jun 2
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汽化冷却装置。
但是，超高功率电弧炉安装汽化冷却系
统还处于起步阶段。
2000年，为北满特殊钢有限公司电弧炉车间转化及部分设计并制造了一套90t 超高功率电弧炉成套汽化冷却系统，其工作原理是沸腾的热水利用循环泵将水从汽包中补给水冷板和废气烟道的冷却部分，部分水在恒温下汽化，经管道返回汽包的汽水混合物在汽包内分离成饱和蒸汽和水，水经过循环泵再循环使用；而蒸汽通过排放管从汽包中排出并进入蒸汽网，剩余的蒸汽储存在蓄热器内，用以保持恒定的蒸汽量。
该汽化冷却成套设
备自投入使用以来，超高功率电弧炉炉盖和炉体寿命显著提高。
同时，产生的蒸汽为北满特钢厂带来了一定的经济效益，并节约了大量的水资源及能源。
3市场需要及推广应用前景
随着技术的不断进步，超高功率电弧炉已经成为大型钢铁企业普遍采用的新设备。
根据国际最新发展动态及国家本世纪工业发展规划，超高功率电弧炉配套的水冷设备，无论在国际市场还是国内市场都具有巨大的需求空间。
（上接第66页）
150mA ）。
此种形式的控制系统稳定性受到元件性能的影响，因而可靠性差。
在实际运行中常常因系统故障需停机检修，因此造成生产成本增大，生产效率较低。
（2）电极升降控制速度不平稳，起弧时间长，且容易断弧，过流频繁，从而引起高压开关跳闸频繁，加重了电气设备的负担。
（3）由于起弧时间延长，因而其控制元件中的核心元件运算放大器易损坏，备件消耗大，可靠性差。
（4）由于频繁起弧及过流，因而增大了电极材料的消耗，最终导致其噪声大、能耗高，总体效益差。
（5）在电炉变压器供电电路中，按工作情况要求，采用无励磁电动调压变压器。
但对于较早无励磁电动调压开关的控制操作部分而言，其和高压开关的连锁保护，并不完善。
它要求操作人员必须按照顺序：先分高压开关—再进行调压操作—调压开关调压完全到位—再合高压开关—供电。
但在实际操作中，常有等不到调压开关完全到位，就合上高压开关。
而引起调压开关或调压线圈因触头没有完全到位而起弧烧损，导致变压器出现重瓦斯故障而跳闸。
其结果必然要停产返修变压器。
3改进措施
改进后的电极升降系统框图见图2。
图2PLC 控制电极调节框图
经过改造后的系统原理及特点：
以C200H 为核心装置，采用两套PLC ，其中一套控制电极升降系统。
同样采集电极电流及各自弧压等参数，然后通过对PLC 进行程序设计，将采样数值进行整理，综合计算后，经PLC 模拟板（D/A ）输出驱动液压伺服阀的信号，实现电极自动升降控制。
另一套控制液压及炉体全部动作。
实现设备全部动作的自动控制。
改进后的系统特点如下：
（1）采用PLC 控制，采样值可进行多次滤波处理，因而控制正确，基本无误操作，跟踪效果好，可靠性高。
（2）采用弧流控制为主，弧压控制为辅（即根据正、负电极所处的位置，分别进行调节）。
因而起弧快，弧流稳定，输出功率稳定、平衡，熔化时间短。
（3）加入电弧弧流过流保护，以及弧压过高、过低保护，减少故障跳闸，延长电气设备寿命。
（4）控制设备元件及线路简洁，明了。
因而结构更加合理。
（5）对变压器调压开关控制和高压供电开关分、合闸控制部分，增加设计一个保护电路。
此电路可保证即使在调压过程中，或者调压不到位的情况下，即使强行高压合闸，开关也不会有合闸的实际操作，从而完全避免了损坏设备事故的发生。
现在的无励磁电动调压开关已增加了此种保护电路。
设备控制主要改造措施：
（1）彻底淘汰原控制设备，制造全新的操作台和控制柜以及PLC 系统。
（2）对炉体各部分的动作（倾炉、出钢、出渣、旋转等）同时实现PLC 控制，使其各个系统控制协调性加强。
（3）对液压系统全套控制分别采用第2套PLC 进行控制，使其控制独立可靠，自动运行更加稳定。
（4）将原开关保护、变压器调压保护，全部经PLC 和电极升降控制系统合并控制，从而提高了高压系统及变压器系统的可靠性和安全性。
经过改进，现已安全可靠地满足了直流电弧炉控制要求。
经过实际运行，设备未发生任何故障，确认升温速度快，运行稳定，节电效果明显，电极材料消耗下降，
炉衬消耗降低，为企业带来了良好的效益。
