0.5吨电弧炉630KVA直流电炉(炼铁)主要参数

宝钢超高功率直流电弧炉整流器改造优化摘要：文章首先介绍了国内外在整流器设计上取得的成果及存在的缺陷。

以宝钢原整流器系统情况为切入点介绍了主要技术参数、圆盘式框架设计框架结构及冷却水系统主要设计指标。

然后说明了虽然从2000年开始对冷却系统进行了一系列技术改造，取得了一定的成效，但是电炉整流器自从1996年投运以来也存在一些缺陷，例如整流器设计裕量偏低、均流的影响、冷却能力偏低以及环境的影响。

当前整流器存在的主要问题是框架变形、均流无法保证、冷却管道时常堵塞。

最后分析了整流器的改造、主要技术要求及取得的主要成果。

目前整流器的改造运行正常可靠，彻底解决了多年无法解决重大事故隐患问题，提高了设备的可靠性，保证了电炉生产安全正常运行。

这些新技术将在今后的工程中广泛使用并且为国产化直流电弧炉提供了有力的帮助。

关键词：整流器；框架；均流；冷却系统中图分类号：tf748.41 文献标识码：a 文章编号：1006-8937（2012）29-0092-02电炉炼钢的主原料主要是废钢，占60%以上，并可以全废钢冶炼，在冶炼初期（引弧阶段），电弧经常会出现瞬间的短路及断路，形成的电动力对整流器框架产生强大的振动冲击，容易引起整流器框架变形损坏。

因此，国外制造的超高功率直流电弧炉专用整流器都是以框架结构稳定性为基础的，目前国内研制最大仅只用到60 t直流电弧炉上，尚无制造60 t以上直流电弧炉用整流器的先例。

国外制造的电炉用整流器在框架结构设计方面有两个显著的特点：一是整流器框架采用开放式自支撑式设计，如苏钢100 t的直流炉引进的siemens整流器；二是整流器框架采用开放的大圆盘式设计，如宝钢150 t与杭钢80 t直流电弧炉引进的ge整流器。

虽然两种框架结构设计出发点都是从整流器安全、可靠运行角度考虑的，但不同厂家针对用户实际要求和设备安装环境等不同，其设计出来的装备风格具有明显的区别，经实际运行证明装备所具有安全性、可靠性和稳定运行性也存较大差异。

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概述1.技术方案的依据而编制的。

方案是按照三位一体短工艺流程生产线的基本要求和行业常规条件；并参照国家有关标准进行设计的。

2.设备特性2.1特点及用途30t高功率炼钢电弧炉采用管式水冷炉壁、管式水冷炉盖、偏心底出钢、采用铜－钢复合导电横臂、集束式大截面水冷电缆、变压器侧出线、水冷铜管短网、电极升降自动调节控制系统等。

炉体结构形式上采用连体式、可分离式炉壳、管式水冷炉壁、管式水冷炉盖、偏心底出钢。

还可根据需要在炉体上配备三支纯氧助熔烧嘴，炉门也可配炭氧枪以缩短冶炼时间，降低电耗成本。

采用泡末渣埋弧操作工艺，水泼渣技术。

本设备用于冶炼各种普碳钢、优质碳结钢、低合金钢、合金钢等，并为LF精炼炉设备提供初炼钢水。

2.2炉子年产量最大出钢量45吨每炉平均出钢量40吨（留钢～6吨）炉子冶炼周期时间≤120分每天冶炼炉数>13炉年作业时间310天单炉年产钢量≥16万吨2.3工艺流程炼钢工艺流程如图所示：附件一主要技术参数及设备说明一、30t高功率电弧炉主要技术参数序号名称单位数值附注1.1电炉容量公称容量t 30平均出钢量t 40 每炉留钢5-7t1.2平均冶炼周期min ≤1101.3单炉年产钢量万吨≥161.4年作业率％ 85 310天1.5日冶炼炉数炉>131.6摇架导轨中心距mm 5100 高架式1.7出渣方式水泼渣操作1.8炉体装置炉壳内径mm Ø4600熔池直径mm Ø3700熔池深mm 830 含渣层厚100-150mm 熔池容积m3 7.65炉底耐材厚mm 650钢液容积m3 5.7钢液质量t 38（新炉衬）比重7t/m3炉内总容积m3 31.75炉壳总高度mm 3500水冷炉壁面积m2 20.5 管式炉门尺寸（宽×高）mm 1000×760EBT出钢口直径 mm Ø130EBT出钢启动方式液压及手动水冷炉壁型式水冷密排管式炉壳更换方式可分体吊装上炉壳尺寸、重量下炉壳尺寸、重量、含耐材总重1.9 炉盖炉盖提升高度mm 400电极心圆直径mm 1150±10炉盖提升时间s <60炉盖旋开角度（°）-75旋开速度（°）/s ≤1.5传动控制方式PLC-液压炉盖水冷面积m2 17 水冷密排管式1.10 短网电参数相电抗绝对值mΩ/相 2.46三相电抗不平衡≤ 5％1.11 电炉变压器额定容量KVA 20000 可长期超载20％一次电压KV 35二次电压V 500-380-260二次额定电流 A 30388调压方式有载电动调压进出线方式顶进，侧出，三角形内封口1.12 电极升降装置电极升降行程mm 3100电极直径mm Ø450 国产高功率电极上升最大速度m/min 6下降最大速度m/min 4控制方式PLC-电液比例阀电极调节器响应时间s ≤0.31.13 炉体倾动装置出钢最大倾角（°）20 正常出钢12°-15°出渣最大倾角（°）15出钢（出渣）倾炉速度（°）/s 1 出钢快速回倾速度≥3 控制方式PLC-比例阀1.14 冷却水装置进水压力MPa 0.25-0.3(表压)带显示进水温度℃<35 带显示出水温度℃<55 有报警冷却水耗量m3/h炉盖160 工业水炉壁200 工业水变压器50 工业水其它m3/h 110 工业水合计520水质要求PH 7-8.5总硬度dH 10 以现有水质为准悬浮物mg/l ≤45 以现有水质为准导电率µs/min ≤500 以现有水质为准1.15 液压系统工作压力MPa 10－12泵流量l/min 117×3工作介质水一乙二醇（甲方自备）柱塞恒压变量泵型号ATV55DR额定压力/最大压力bar 350/400排量Ml/r 117配用电机Y225M-6 30kW数量台 3生产厂美国派克电液比例阀型号4WRGE16E200额定压力bar 315流量L/min 200数量台 3型号4WR225E325额定压力bar 315流量L/min 325数量台炉体倾动一个生产厂美国派克高压罐（皮囊储能器组）数量 1 组8个容积m3 0.8 （事故状态可将电极提起）集液箱容积m3 4.5材质不锈钢1.16 压缩空气系统耗量Nm3/h 4 不含炭枪用气压力MPa ≥0.41.17 耐火材料重量t -601.18 炉体吊装重量t -801.19 金属结构重量t -190 不含液压及电气设备重量二、机械设备说明30t高功率电弧炉为炉盖旋开顶装料式（操作形式：左操作），其机械部分由倾动装置、炉体装配、水冷炉盖、炉盖提升及旋转装置、电极升降装置、大电流线路、冷却水系统、液压系统、气动系统等组成。

1～200t炼钢电弧炉炉体有关参数一览表
球底熔池使用公式： h
V=πh (R — ) V=0.1583R 3
3 h= R —R ×Cos 40° d= 2Rsin 40°
锥台底熔池计算用公式： π
V = h ＇(d 2 + d ＇2+d/ d ＇)
12
= 0.109(d 3—d ′3)
d-d ＇
h ＇= × tg40° 2
d ＇= 3 0.109d 3-v
0.109
D d H ′
h ′
钢液面位置
R
h
d ′
40°H
说明：
1.炉膛容积按一次加料满足最大容量的冷料体积计算，冷料堆比重取1.6t / m 3。

2.炉坡角度取40°，可在45°倾角出净钢水。

3.额定容量、最大容量根据国家标准GB10067.2-88选取。

4.炉膛侧壁耐火衬厚度最小不得小于300mm(水冷炉壁时另行考虑)；炉底耐火衬厚一般不得小于
500mm(直流炉时根据具体情况另行考虑)。

高阻抗电弧炉主要技术参数
注：变压器额定功率，以及二次电压可以按照冶金工艺及炉况所不同适当变更。

25t电弧炉成套内容和主要技术规范及要求一、设备性能及技术参数：1.1、主要参数:另外，增加一套液压介质为水乙二醇，工作压力12 MPa液压系统用于LF-20吨精炼炉和25吨VOD炉液压系统改造。

同时，将LF-20吨精炼炉和25吨VOD炉的所有油缸更换为压力等级为12 MPa的油缸。

LF-20吨精炼炉和25吨VOD炉液压管路重新铺设。

1.2、技术要求：1.2.1. 炉体炉体由炉壳、炉门机构、出钢口机构等组成。

炉壳直径Φ4000mm。

炉壳为钢板焊接的圆锥台结构, 炉壳材料为20g。

1.2.2倾炉装置倾炉装置由驱动轨道、倾炉油缸、倾动平台及其水平支撑机构和炉盖旋开支撑机构组成。

炉体安装在倾动平台上，通过倾炉装置完成电炉扒渣与出钢作业。

倾动轨道为钢板组焊结构，其底面与基础固定，上平面设置啮合孔。

倾炉平台由钢板组焊而成，用于支撑炉体和电炉上部结构。

倾炉平台下方的弧形轨道上的啮合孔相配合，实现炉体滚动前倾、后倾动作。

水平支撑机构与炉盖旋开支撑机构由气缸和支撑组成。

水平支撑机构用于电炉正常冶炼状态下水平稳定支撑。

炉盖旋开支撑机构用于电炉上部结构旋开时的侧向稳定支撑。

炉子两个倾动缸下油口装有液控单向阀，以保证炉子在任何倾动缸位置失压时，停止不动。

1.2.3.水冷炉盖水冷炉盖为密封型全水冷管式炉盖，采用20g无缝钢管组焊而成，形成均流、无死点的高效水冷强制循环，内壁焊有自挂渣钉，炉盖上除三个电极孔外，还要设有满足填加合金孔；炉盖提升、下降均由液压链轮实现（设计时应有足够的提升力）。

技术参数：炉盖提升高度（mm）： 300~500炉盖升降速度（m/min）： 3水冷炉盖寿命： 3000次1.2.4.炉盖提升旋转机构炉盖提升通过2个油缸提升，油缸坐落在旋转架的两个弯臂上。

旋转架作为炉盖、电极升降装置的支撑结构，由无缝钢管和钢板组焊而成。

其检修平台为水冷结构。

既是炉盖的吊梁，也是炉盖总供回水管路、支撑件。

旋转架托架下部设有安装升降油缸的托梁。

LF-20t钢包精炼炉 ;配置及技术规格书一、工艺说明LF精炼炉具有常压下电弧加热，包底吹氩气搅拌，包内造还原渣功能。

在LF 炉精炼过程中，使冶金反应的冶金热力学，冶金动力学得以充分发挥，提高精炼效率，提高钢液的纯净度，降低能耗。

LF炉的加热原理与电弧三期操作的还原相同，都是通过电弧加热对液态钢液进行升温或保温。

LF 炉的加热方式及效果：1、埋弧加热，全程保持还原渣；2、保持还原气氛；3、尽量减少热量损失，提高热效率；4、优化导电系统，提高电效率；LF炉变压器额定容量为3500kVA，一次电压33kV，据此估算，升温速度可达3℃/min，LF炉精炼周期为48min （含工艺准备时间）。

LF炉的炉体是钢包，对钢包的形状有特殊要求，直径与深度（D/H）比值，一般为0.9〜1.1锥度4-8°。

电极升降系统，采用三臂结构。

采用此结构的最大优点是可以减小电极心圆直径。

提高耐火材料寿命。

LF炉加热盖，采用管式水冷炉盖，有利于保持钢包内的还原气，有利于精炼。

为了提高易损件的使用寿命，一是从设计下手，优化结构；二是从材质选择，导电块采用铬青铜锻造，使用寿命保证一年以上。

钢包底吹氩气搅拌，钢包径深比D/H=0.9〜1.1。

由此可知相同钢水量在钢包中的钢液深度比电炉要深两倍左右，仅单靠电弧加热的电磁搅拌是远远不够的，会造成钢包中上部钢液和钢渣过热，而包钢液可能冷凝。

吹氩搅拌始终贯穿于整个精炼全过程。

是炼钢工艺的重要环节，氩气系统压力W1.0Mpa,纯度99.99%。

LF型钢包精炼炉是目前世界上使用最为广泛的炉外精炼设备之一。

它具有投资少，设备简单，精炼品种多，质量好等优点。

LF-20t钢包精炼炉具有加热升温，合金成分微调，氩气搅拌，侧温取样，脱硫、去杂质，喂丝等功能。

用于钢水成分微调，升温等。

二、设备结构特点：LF-20t钢包精炼炉总体结构采用钢包车移动方案。

由机械设备和电气设备两个部分组成。

机械部分是由包盖、加热工位桥架及炉盖提升机构，加料斗，电极升降装置，短网，液压站，氩气系统，冷却水系统，压缩空气系统等组成。

25t电弧炉技术参数25t电弧炉成套内容和主要技术规范及要求⼀、设备性能及技术参数：1.1、主要参数:另外，增加⼀套液压介质为⽔⼄⼆醇，⼯作压⼒12 MPa液压系统⽤于LF-20吨精炼炉和25吨VOD炉液压系统改造。

同时，将LF-20吨精炼炉和25吨VOD炉的所有油缸更换为压⼒等级为12 MPa的油缸。

LF-20吨精炼炉和25吨VOD炉液压管路重新铺设。

1.2、技术要求：1.2.1. 炉体炉体由炉壳、炉门机构、出钢⼝机构等组成。

炉壳直径Φ4000mm。

炉壳为钢板焊接的圆锥台结构, 炉壳材料为20g。

1.2.2倾炉装置倾炉装置由驱动轨道、倾炉油缸、倾动平台及其⽔平⽀撑机构和炉盖旋开⽀撑机构组成。

炉体安装在倾动平台上，通过倾炉装置完成电炉扒渣与出钢作业。

倾动轨道为钢板组焊结构，其底⾯与基础固定，上平⾯设置啮合孔。

倾炉平台由钢板组焊⽽成，⽤于⽀撑炉体和电炉上部结构。

倾炉平台下⽅的弧形轨道上的啮合孔相配合，实现炉体滚动前倾、后倾动作。

⽔平⽀撑机构与炉盖旋开⽀撑机构由⽓缸和⽀撑组成。

⽔平⽀撑机构⽤于电炉正常冶炼状态下⽔平稳定⽀撑。

炉盖旋开⽀撑机构⽤于电炉上部结构旋开时的侧向稳定⽀撑。

炉⼦两个倾动缸下油⼝装有液控单向阀，以保证炉⼦在任何倾动缸位置失压时，停⽌不动。

1.2.3.⽔冷炉盖⽔冷炉盖为密封型全⽔冷管式炉盖，采⽤20g⽆缝钢管组焊⽽成，形成均流、⽆死点的⾼效⽔冷强制循环，内壁焊有⾃挂渣钉，炉盖上除三个电极孔外，还要设有满⾜填加合⾦孔；炉盖提升、下降均由液压链轮实现（设计时应有⾜够的提升⼒）。

技术参数：炉盖提升⾼度（mm）： 300~500炉盖升降速度（m/min）： 3⽔冷炉盖寿命： 3000次1.2.4.炉盖提升旋转机构炉盖提升通过2个油缸提升，油缸坐落在旋转架的两个弯臂上。

旋转架作为炉盖、电极升降装置的⽀撑结构，由⽆缝钢管和钢板组焊⽽成。

其检修平台为⽔冷结构。

既是炉盖的吊梁，也是炉盖总供回⽔管路、⽀撑件。

5t电弧炉简介一、产品名称及用途：电弧炉是现代电炉炼钢生产线上的关键设备之一，承担着向炼钢生产线提供初炼钢水的重要任务。

因此，随着炼钢设备技术的发展，电弧炉吨钢配备功率不断提高，冶炼周期大幅度缩短，大大地提高了电弧炉生产初炼钢水的生产率。

在现代电炉炼钢生产线中，电弧炉仅提供初炼钢水，而用LF型（或LFV型）钢包精炼炉对钢水进行精炼，使钢水的成份、温度达到要求，为连铸或模铸提供合格钢水，这样，也使电弧炉冶炼钢水的生产率大幅度提高。

另外，为了进一步提高电弧炉的生产率，现代电弧炉还配备氧燃烧嘴、碳氧枪等附助设备，并装备计算机控制系统，提高自动化控制水平。

总之，通过采取各种措施，现代炼钢电弧炉技术有了长足的进展，促进了电炉炼钢的发展。

本产品为EAF－5t电弧炉。

用于熔炼各种碳素钢和合金钢。

二、主要技术参数：1.额定容量：5t (最大出钢量11t)2.变压器的公称容量：4000KV A3.变压器的二次电压：240、210、150、139、121V4.变压器的一次电压：10KV5.变压器的二次侧最大电流：～1.2KA6.炉壳直径：Ф3300mm7.电极直径：Ф300mm8.电极分布圆直径：Ф850mm9.电极最大行程：2000mm10.炉盖提升高度：400mm11.炉门尺寸（宽×高）：900×650mm12.电极升降速度： 3.5～4m/min13.出钢最大倾角：45°14.出渣最大倾角：15°15.炉盖最大旋开角度：～89°16.液压系统介质：水－乙二醇工作压力：10MPa17.冷却水进水压力：≥0.3 MPa进水温度：≤32℃耗量：～80m3/h18.压缩空气进气压力：≥0.6 MPa耗量：～1 m3/min三、结构概述：EAF－5炼钢电弧炉采用炉盖旋开顶装料形式。

由以下几部分组成：倾动装置、炉体、炉盖旋转装置、炉盖及炉盖提升装置、电极升降装置、倾动锁紧、旋转锁紧及液压、冷却水系统、压缩空气系统和短网等。

直流电弧炉技术德国MAN-GHH集团早在1984年，就开始Unarc型直流电弧炉的研究开发工作。

但在其国内，由MAN-GHH集团提供的大型Unarc型直流电弧炉到目前为止仅有两台，它们分别是德国乔奇斯玛丽赫特钢厂的125t电弧炉(1994年投产)和德国普瑞奥萨克钢公司佩尼钢厂的100t电弧炉(1995年投产)，而且都是代替原有转炉的。

(1)MAN-GHH集团直流电弧炉的特点：MAN-GHH集团直流电弧炉的炉底电极特点是：根据炉子的不同容量，把100～250根触针埋入炉子中央部分的耐火材料里。

在触针的下端进行强制空冷，以防耐火材料中的触针熔损。

尽管耐火材料中与钢水接触部分的触针上部会熔化。

由于触针反复熔化和凝固，不会有消耗。

但是，耐火材料一旦减少，触针就会损耗。

所以，在触针上装有热电偶，到设定温度就更换炉底电极。

(2)德国乔奇斯玛丽赫特钢厂125t直流电弧炉的设备与生产工艺①125t直流电弧炉的设备该直流电弧炉的炉壳直径7300mm，变压器功率130MVA，底电极强制空冷，顶电极直径700 mm；以天然气为燃料的5只烧嘴分别布置在炉门口、EBT出钢口上部和炉壁三个区域，天然气消耗量为400m3/h，氧耗为800m3/h。

底电极为触针型(原为190根，1996年10月已改为244根)。

触针直径45mm，触针长度1590mm，触针露出小炉底25～35mm。

炉下底电极顶出装置为6只液压缸，顶距3m，电炉配备EBT出钢系统。

炉盖为全水冷结构，中心部位的小炉盖内径800mm，外径1300mm。

炉盖向出钢口旋转，最大旋转角为85°。

炉子通过液压向出钢侧和炉门侧倾动。

出钢侧最大倾角为25°，向炉门侧最大倾角为15°。

炉壳上部贴有17块水冷块。

700电极有喷淋装置。

电炉水冷系统采用闭循环，循环水量为1900m3/h，进口水温27℃，出口水温35～40℃。

②125t直流电弧炉的冶炼工艺及其冶金效果a.125t直流电弧炉的冶炼工艺125t直流电弧炉的冶炼工艺主要围绕熔料、去磷和升温三大任务展开。