钢包精炼炉设备规格书及说明DOC 34页.docx
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钢包精炼炉设备规格书及说明DOC34页
日照钢铁有限公司
LF-120t钢包精炼炉
设备规格书及说明
中国西电集团
西安鹏远重型电炉制造有限责任公司
二○○六年四月
目录
1.1钢包车及拖缆装置
1.2电极升降机构（电极横臂及升降机构）
1.3电极旋转机构
1.4水冷炉盖及集烟除尘装置
1.5炉盖顶升机构及机架
1.6液压系统
1.7集中润滑系统
1.8水冷系统
1.9压缩空气系统
1.10电极存放及连接装置
1.11喂丝机及导管（双线喂丝）
1.12氩气搅拌系统
1.13合金加料系统
1.14短网系统
1.15精炼炉变压器
1.16电气及自动化系统
1.17除尘管道
1.1钢包车及拖缆装置
钢包车是使钢包即达各个工位的运送工具。
车体为优质钢板焊接结构，传动方式为机械传动，即为电动机+减速器+联轴器+车轮组成。
车体上设有轨道清理装置。
在轨道两端有止动装置及钢包车一端装有缓冲装置。
在事故状态下，可通过车体上的挂钩将钢包车拖出。
车体设置声光报警并加防护板。
拖缆装置是向钢包车提供动力、氩气等的装置，拖缆的一端固定在地面上，另一端固定在车体上，随钢包车一同运行。
这样可保证钢包全程吹氩，拖缆胶管采用棉布捆扎，防止钢液或渣飞溅烧损胶管。
钢包车的主要组成
车梁2件×4
小横梁（带事故挂钩）2件×4
支撑梁2件×4
主动轮2件×4
从动轮2件×4
电动机1台×4
减速机1台×4
联轴器1套×4
轨道清理装置4套×4
传动支架2套×4
限位装置1套×4
缓冲装置1套×4
拖缆装置的主要组成
固定滑车1套×4
移动滑车7套×4
支架1套×4
钢丝绳装配1套×4
拖缆装配1套×4
引线支架1套×4
主要技术参数
钢包车运行速度2～20m/min
钢包车驱动方式机械式、变频调速
钢包车定位精度±10mm
钢包车承载能力200t
1.2电极升降机构（电极横臂及升降机构）
电极升降机构的功能是对钢水加热，补偿因转炉出钢，钢包衬吸热，钢包吊到加热工位时钢水的温降、补偿合金化、造渣、吹氩等造成的钢水温降及提高钢水温度，达到连铸要求的钢水温度。
在加热过程中，通过PLC调节电极自动升降，控制冶炼。
电极分布园可调整。
电极升降机构主要由导电横臂（包括电极放松缸）、电极夹头、电极抱闸、立柱、立柱与导电横臂之间的绝缘件及升降油缸等组成。
导电横臂采用三臂式结构，在空间为三角形布置，为悬臂形式。
中相导电横臂前端部分与边相导电横臂处于同一平面，后端高出边相导电横臂，边相导电横臂前端采用倒“八形”，减小了电极分布园直径。
导电横臂是集导电与刚性结构件于一体的新技术产品。
其外型是矩形梁结构，用铜钢复合板经特殊工艺焊接成型，具有导电及夹放电极的刚性悬臂梁双重作用，保证刚性稳定。
导电横臂制内通水冷却。
为了保证密封性、长期使用的可靠性，在导电横臂内的油管均为整根不锈无逢管，没有接管。
在三相导电横臂的前端矩形截面内，各安装有电极放松缸。
通过电极夹头、电极抱闸采用蝶形弹簧恢复力抱紧电极；液压油缸压缩碟形弹簧推开电极抱闸放松电极。
此形式夹紧可靠，不损坏电极表面。
电极放松缸具有互换性，是特殊设计的专用油缸，内装有蝶形弹簧。
为了便于检修、更换活塞密封圈，活塞与活塞杆是分开的，在夹持电极的状态下即可方便的更换密封圈，此种结构是我公司独有技术之一。
电极夹头是关键件，用螺栓固定在导电横臂上。
电极夹头采用紫铜经锻造加工而成形，其材质与内部水道的设计是保证其使用寿命的关键技术。
电极抱闸采用非导磁奥氏体不锈钢制作，防止因强磁形式通路使之发热。
抱闸上焊有不锈钢条，经机械加工成园弧面，夹紧时抱住电极。
电极抱闸与电极放松缸活塞杆相连。
导电横臂下面为立柱，是用无缝钢管及钢板焊接成菱形结构，其上面设有四个导轨面，导轨面经过机加工处理，保证直线度及形位公差。
在长期使用中，维修仅更换导向轮，方便维护，节省维修费用。
导电横臂通过螺栓、绝缘套管、绝缘垫圈通过一大绝缘板与立柱相连。
绝缘板外形尺寸大于立柱与导电横臂相应的相连面的外形尺寸，防止因导电灰尘堆积等原因而使立柱导电。
立柱内装有柱塞式液压缸，用其带动立柱、导电横臂一起升降。
缸进油口前装有液控单向阀，以防止停电或液压装置发生故障时电极下坠。
电极升降设有上限位装置，用于联锁控制的信号。
柱塞式液压缸操作是靠电液比例阀实现自动调节，在停电状态下，依靠液压装置中的蓄能器使炉盖及电极提起。
立柱、导电横臂之间的连接板均进行机加工，保证立柱连接板与立柱导轨面的垂直要求、导电横臂连接板与前端安装电极夹头面垂直要求，使电极升降机构在安装后立柱中心与电极中心平行。
立柱上端与横臂连接处采用箱式水冷结构,以避免感应发热。
由于采用导电横臂，立柱采用钢管形式，三项立柱横臂间距缩小。
可减小阻抗，节电约8%，并延长电极夹头寿命、减小电极消耗，维修更加方便。
主要组成及数量
导电横臂3套×2
电极夹头3套×2
电极抱闸3套×2
立柱3套×2
电极升降缸3只×2（天津尤瑞那斯）
电极夹放缸3只×2
绝缘件3套×2
上限位装置3只×2
液控单向阀3件×2
主要技术参数
电极直径Φ450mm
电极分布园直径Φ750mm
电极升降行程~3800mm（待定）
电极升降速度（自动）上升/下降4.8/3.6m/min
（手动）上升/下降6.0/4.8/min
电极响应时间300ms
钢水升温速度4～4.5℃/min
电极夹放缸行程64.5mm
电极夹紧力20×104N
电极抱闸行程20mm
工作压力12Mpa
夹放缸直径Φ200mm
电极升降缸直径Φ160mm
工作压力12Mpa
电极夹头寿命>1年（正常冷却条件下）
1.3电极旋转机构
用于将电极横臂旋转至两个平行的加热工位之一，对其中一个钢包中的钢水进行加热精炼。
电极旋转机构由旋转架、电极立柱托架、立柱导向滚轮、旋转油缸、定位锁紧装置及驱动装置,旋转台锚固件构成。
旋转架尾部设有回转大轴承装置，通过驱动装置带动旋转架整体旋转，从而带动其上的电极立柱及横臂转动到加热工位。
由于横臂不与水冷炉盖同步旋转，炉盖为固定式，电极旋转时需整个提出炉盖，电极升降高度很高约3800mm，在旋转时，整个横臂、电极会有冲击，易折断电极。
故在旋转的控制上采用液压缸或液压马达，比例阀精确控制定位，在启动与停止时减速运行，在旋转过程中可正常速度旋转，避免了惯性对横臂、电极的冲击。
由于炉盖上有两层耐火中心盖，其上各开有三个电极孔，电极必须穿过上下两层的电极孔，这就要求电极旋转的定位精度要求很高，在旋转过程中通过比例阀控制，通过限位开关，可使横臂的旋转到位精度容易控制，而且在旋转架上装有定位座，采用锥形段的定位与座在基础上的定位锁紧缸相连，将电极横臂电极的定位达到高度精确，并使电极横臂、旋转机构成一个刚性体，减小电极升降时电动力对横臂电极的冲击。
旋转架上焊接有两层平台，平台上开设有三个穿电极立柱的孔，孔的四周固定有导向滚轮，用于电极升降机构立柱的导向，两层12套滚轮，共由24个滚轮组成。
每两个滚轮为一组，互为900，安装在同一底座上，通过螺栓固定于平台上，靠斜楔调整导向轮与立柱之间的间隙。
轮和轴之间的安装用调心滚子轴承。
润滑通过轴端的油孔通到轴承之间的间隙处，轴承的外端设有密封。
滚轮考虑互换性。
立柱托架焊接于旋转架下方，以承载电极立柱，并使电极立柱与旋转架一起旋转。
主要组成及数量
旋转架1套×2
导向滚轮12套×2
旋转装置1套×2
定位锁紧装置1套×2
立柱托架1套×2
驱动装置1套×2
旋转编码器1套×2
限位开关1套×2
主要技术参数
旋转角度~87°
定位油缸Φ100×60行程200mm
导向滚轮Φ250mm
回转速度0.1～1.0RPM
定位精度±5mm
1.4水冷炉盖及集烟除尘装置
水冷炉盖能够接收合金料、造渣料并导入钢包，设有观察、测温取样、合金加料孔。
各孔设有封板，防止热损失。
并设有可调节抽气量的除尘接口，保持精炼时炉内微正压的还原性气氛。
并设炉压检测装置。
水冷炉盖采用全水冷管式炉盖，整个水冷炉盖用20g材质的无缝钢管和特制弯头组焊而成，形成均流无死点的高效水冷强制循环。
本炉盖在结构上分成三层，底层环盖侧壁设有裙边，用于接收炉盖与钢包接缝处气体，防止空气进入钢包，此部分的烟气通道用钢板围成，并设手动翻板调节抽气量装置，此排烟与水冷排烟弯管的排烟口并在一起，与外部除尘管道、电动除尘阀相接。
通过控制电动除尘阀的开度，保持精炼时炉内微正压的还原性气氛。
本水冷炉盖内部各处均布有挂渣钉，在冶炼过程中自动挂渣或人工打结。
电极孔分上、下两层，各三个孔，电极孔周边放置打结成形的绝缘耐火模块，以保护水冷管。
顶层小盖与炉盖本体为活连接，以便更换维修电极孔中的绝缘耐火模块。
炉盖中层开有两孔，分别用于合金加料孔和喂丝孔。
炉盖中层侧壁开有观察孔，此孔封板用齿轮摆动气缸控制开关，以利于减少开启封板及安装气缸的空间，使炉盖的整体更加紧凑。
所有气缸两端均有缓冲功能。
炉盖合金加料孔上设置一合金加料管，用于将加料系统供给的物料导入炉内。
合金加料孔溜管采用水冷管，合金加料孔采用氮气封。
炉盖上各设有一进回总水管。
炉盖总进、回水管上各设一个安全阀，用于在停水事故时保护炉盖。
主要组成及数量
炉盖本体2件×2
集烟筒2件×2
裙边集烟罩2件×2
总集烟管路及烟道2套×2
合金加料水冷溜管2套×2
喂丝孔封板（包括气缸）2套×2
观察孔封板（包括气缸）2套×2
冷却水连接管路及金属软管2套×2
安全阀4个×2
电极孔绝缘耐火模块2套（用户自备）×2
主要技术参数
水冷炉盖直径～ф4000mm
水冷炉盖高度～2030mm
水冷炉盖使用寿命≥6000炉次
1.5炉盖顶升机构及机架
炉盖的顶升机构采用悬臂式结构，立柱升降，独立基础。
炉盖与立柱通过一矩形中空梁连接成一体，保证其具有足够的刚性和稳定性，炉盖与悬臂采用销轴连接，炉盖可自由拆卸更换。
由于炉盖处于一个高温区，而且在其上还设置有水冷排烟烟道及加料斗等装置，炉盖有偏重，炉盖会产生偏斜、低头等现象，影响石墨电极的上下运动，为避免此种现象产生,炉盖与提升悬臂之间设有水平调整环节，保证炉盖的水平状态。
炉盖顶升缸与立柱采用铰接形式，带动立柱使炉盖上升，靠自重下降，炉盖顶升缸采用单作用柱塞缸，油缸底座通过铰接与基础相连，立柱采用圆形结构，其上各焊接有导轨，经机加工呈三角形对称布置，保证其整个导轨的直线度及形位公差。
机架是一刚性结构件，其上设有两层平台，各布置两组导向滚轮，立柱导轨面与之接触作立柱升降的导向作用，导向滚轮通过其座板后面的两斜面板条调整与立柱导轨面的接触力。
炉盖顶升行程≥650mm，并设有限位开关。
主要组成及数量
炉盖顶升缸1件×4
悬臂1件×4
立柱1件×4
导向轮组4套×4
机架1件×4
限位开关2套×4
主要技术参数
炉盖提升行程≥650mm
炉盖提升速度50mm/s
炉盖紧急提升的响应时间200ms
1.6液压系统
液压系统是用于驱动电极升降、炉盖升降、电极旋转、电极放松。
它由主液压源装置（电机、液压泵、油箱及液压附件）各个控制回路（滤油回路、溢油回路、电极升降回路、炉盖提升回路、电极旋转回路、电极放松回路）以及循环泵装置、事故用蓄能器等组成。
液压系统设计考虑到系统和设备的安全性和可靠性,工作压力为12Mpa，电极升降比例阀采用美国派克公司产品。
系统配置相当数量的蓄能器，以保证事故状态的应急操作（炉盖提升、电极提升）。
液压系统采用3台恒压变量泵，2开1备，其流量为100L/min,工作压力为12Mpa，电机转速为1000r/min功率为30KW。
系统配有液位仪1台，4点温度控制器1台，和循环过滤装置400L和回油过滤器600L各1台，以保证油液的恒温及清洁度。
油箱采用3立方米油箱。
为了设备的安全和应急系统设置一组63L的皮囊式蓄能器。
电极升降控制系统采用美国派克公司比例阀，以满足电极调节系统的灵敏度，及氩气翻动对弧流的影响。
电极升降控制比例阀采用3台。
电极旋转旋转过程中通过比例阀控制，可使横臂的旋转到位精度容易控制。
本系统其他液压元件均采用国产名牌产品。
主要组成及数量
恒压变量泵3台×2
电机3台×2
比例阀3件（电极升降）×2
比例阀1件（电极旋转）×2
油箱及液压附件1套×2
循环泵1台×2
蓄能器1组×2
滑阀1套×2
主要技术参数：
液压介质水乙二醇
系统工作压力12MPa
泵额定压力21MPa
泵工作压力12MPa
泵流量100L/min
循环泵电机容量1×1.1kW
工作压力0.5MPa
流量50L/min
冷却水进口压力0.5~0.6MPa
冷却水进口温度<35℃
冷却水出口温度<50℃
流量6m3/h
蓄能器数量1组
蓄能器形式皮囊式
额定压力21MPa
工作压力12MPa
油箱容积3000L
1.7集中润滑系统
干油集中润滑系统用于向电极升降机构的导向轮组及旋转轴承，炉盖升降导轮等润滑点定期供油脂。
主要组成及数量
手动加油泵1台×2
手动润滑泵1台×2
双线给油器8件×2
压力操纵阀1件×2
干油过滤器1件×2
主要技术参数：
贮油器容积50L
润滑介质耐高温干油脂
1.8水冷系统
本系统分为两部分：
一部分为炉盖冷却水，用于水冷炉盖的冷却。
主进水管路上设有本地压力表、热电阻（Pt100）、压力变送器。
在回水总管上还设有电磁流量计、本地压力表、热电阻（Pt100），可对炉盖进水量进行模拟跟踪监控，所有信号均进PLC。
另一部分为设备冷却水，主要冷却的部位有短网铜管，水冷电缆、导电横臂、电极夹头、液压站、变压器等。
主进水管路上设有压力表、热电阻，回水总管设有本地压力表、热电阻，信号均进PLC，以便控制和监测。
每个进水支路上均设有手动截止阀，以调各支路进水量。
每个回水支路上均设有双金属温度计。
为了确保炉盖用水，在炉盖总进水处设有保安水接口，设有手动截止阀及单向阀，以防正常用水停水时，保证炉盖的冷却。
主要组成及数量：
炉盖冷却总进水管1套×2
炉盖总回水分配器1套×2
设备冷却总进水分配器1套×2
设备总回水分配器1套×2
压力变送器2个×2
电磁流量计2个×2
热电阻1组×2
压力表3个×2
双金属温度计1套×2
截止阀1套×2
单向阀1套×2
主要技术参数：
正常用水：
进水压力0.5~0.6Mpa
回水压力0.2~0.3Mpa
进水温度≤35℃
回水温度≤55℃
耗量470m3/h
事故用水：
压力0.2-0.3MPa
时间t+30min（t为钢包在加热工位
的时间）
流量240m3/h
水质要求按照GB10067.1-88《电热设备基本技术条件》有关规定。
1.9压缩空气系统
1.9.1动力用压缩空气系统
压缩空气系统由气动三联件、两位五通阀、节流阀等组成。
主要用于各气缸的气路控制。
主要用气部位为加观察孔封板气缸、喂丝孔盖气缸。
在设计中采用节流阀进行备压回气，控制气缸运转平稳，减少冲击。
主要组成及数量：
气动三联件1件×2
单电控换向阀2件×2
截止阀2件×2
节流阀4件×2
主要技术参数：
工作压力0.5MPa
耗量200L/min
1.9.2仪表用压缩空气系统
压缩空气系统由气动二联件、电磁阀等组成。
用于各氩气中气动薄膜调节阀的气路控制。
主要组成及数量：
气动二联件1件×2
两位两通阀2件×2
截止阀1套×2
外部配管及附件1套×2
主要技术参数：
工作压力0.5MPa
耗量50L/min
1.10电极存放及连接装置
电极接长装置用于接长和存放电极，以便更换电极。
电极存放台放于平台上，本装置共存放5组电极，结构为在筒的内壁上焊有接触条。
根据石墨电极直径，经机加工，夹紧体中夹紧夹亦根据电极直径加工，采用园弧面偏心机构夹紧，插销体将把手锁定。
当夹紧时，插销体拨出，把手围绕铰支点转动，依靠偏心机构夹紧电极。
下设笼式保护罩。
主要组成及数量
底座1件
园筒5件
把手5件
插销体5件
夹紧体5件
1.11喂丝机及导管（双线喂丝）
喂丝用于向钢包内喂Al及Si—Ca丝等，调整钢水成份及进行夹杂物变性处理。
采用双线喂丝装置。
此装置由喂丝机和放线架两部分组成，将金属线置于放线架的转盘上，经喂丝机把金属线拉出矫直，经导管进入钢水中。
为了控制金属线的加入量和喂丝速度，在喂丝机上装有显示喂入长度的计数器和速度控制器（变频调速）。
当喂丝机以一定的速度把金属线送入钢包内到预定长度时，喂丝机自动停止喂丝，喂丝作业可采用自动控制或手动控制两种方式。
此装置可同时双线喂入，也可单线使用。
主要组成及数量
喂丝机1台×4
放线架1台（用户自备）×4
导管2件×4
控制箱1件×4
主要技术参数
喂丝机型式双线喂丝
喂丝机型号WX-4BF
喂线种类合金芯线、铝线
喂线规格Φ8～18mm圆线、矩形线
喂线速度1～8m/s
主机行走速度14m/min
导线管升角30°
1.12氩气搅拌系统
氩气搅拌系统是实现钢水搅拌使钢水温度和化学成份均匀，有效脱除气体及非金属夹杂物，提高钢液质量的关键装置。
其装置与钢包底吹氩口通过管道相连。
此装置还可对吹氩压力自动追踪。
当系统出现断路情况，压力骤降，系统将自动关闭并发出警示。
氩气搅拌系统在控制室内操作，根据吹氩曲线自动控制调节氩气流量，氩气流量可手动，也可自动控制调节。
主气路开始工作，进行正常吹氩。
当主气路元件出现故障时，可通过自动切换到事故支路旁路工作。
系统设有两路独立吹氩，各用于钢包车上钢包底吹氩气（调节范围为50～500NL/min。
）,事故旁路为高压吹堵支路。
破渣压力≥1.6Mpa,并带有破渣后自动减压恢复到正常吹氩状态的功能。
氩气搅拌系统的主要组成
截止阀1套×4
压力变送器1台×4
自力减压阀1件×4
质量流量计1件×4
气动薄膜调节阀1件×4
节流阀2件×4
支架1件×4
主要技术参数
工作压力0.35～1.0Mpa事故1.6Mpa
耗量4×（50～500）NL/min
纯度99.9%
1.13合金加料系统
合金加料系统将合金料、造渣料由钟式料罐上料或皮带上料贮备于储料仓内，通过振动给料器，将需要的合金、造渣剂依次进入称量料斗，经过振动给料器进入水平皮带机将料进行分配，再分别由另两条水平皮带机通过合金加料管引入两个工位的钢包内。
合金加料系统：
由储料仓、变频振动给料机、称量斗、料位计、称重传感器、重量变送显示仪、钟式料罐（用户自备）、头部料斗、事故料斗及溜槽、皮带输送机、密封罩、集尘管道等组成
·给料能力：
60t/h
·称量精度：
≤0.2%
·加料精度：
≤0.5%
·皮带机带跑偏开关
·16个高位料仓，4个称量斗
加料系统工作时称重传感器、料位计的输出信号可在主控室显示，振动给料器有两种控制方式，一种由PLC控制，实现生产自动化，另外一种在主控室手动控制。
设备主要组成
储料仓几何容积：
14m32个×2
储料仓几何容积：
6m36个×2
振动给料器10个×2
称量料斗几何容积：
1.5m32个×2
称量传感器（带专用电缆）2套×2
综合接线盒2套×2
料位计8件×2
水平皮带输送机2套（带跑偏开关）
事故溜管1件×2
密封罩2套
主要技术参数
振动给料器给料能力60t/h
称量精度≤0.2%
1.14短网系统
短网系统是通过软连接（干式）把导电铜管的始端与变压器二次出线端连接，导电铜管的终端通过导电铜板与大截面水冷电缆连接构成的。
考虑到大电流产生的电磁场，导电铜管的固定用支架及连接均采用非导磁的奥氏体不锈钢制成，并用绝缘材料绝缘。
软连接具有避免电动力及热膨胀对固定件的影响，同时也可以解决安装过程中变压器二次出线端与导电铜管中心不重合时安装问题。
水冷电缆作为短网系统的重要组成部分，内部既要通水冷却，又要导电，而且还要运行，其结构有一定的特殊性。
铜绞线通过特殊工艺与两端铜加工件的接头连接，铜绞线及接头尾端外部穿有耐温、耐磨胶管，通过不锈钢带在接头尾端扎紧,以避免内冷却水泄露。
在短网系统的设计中，采用每相两根4000mm2截面的水冷电缆，满足电极升降机构升到顶和降到底时水冷电缆两端均有一定的直线段，使水冷电缆使用寿命延长。
设备主要组成
软连接12件×2
导电铜管6根（每相2根）×2
水冷电缆截面S=4000mm26根（每相2根）×2
支架（包括绝缘件等）1套×2
水嘴及紧固件1套×2
主要技术参数
短网系统阻抗≤0.6+j1.4mΩ
三相阻抗不平衡系数≤4%
1.15精炼炉变压器
精炼炉变压器由变压器本体、储油柜、开关操作箱、油水冷却器控制柜、小
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