HX225EBT型技术说明ф4m.docx

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HX225EBT型技术说明ф4m

HX2—20EBT型

炼钢电弧炉

技术说明书

一、概述

二、主要技术参数

三、设备概述

四、供货范围及报价

五、电炉辅助设备

六、不供货范围

七、设计方案的审查

八、技术资料的提供

九、质量保证和售后服务

一、概述：

1．设备选型：

根据用户要求，选择确定电炉公称容量为20t，炉壳内径Φ4m，变压器额定容量9MVA，平均出钢量27t,冶炼时间115分钟。

电炉采用炉盖旋开顶加料，整体基础形式，全液压传动，电极升降采用PLC计算机—电液比例阀自动控制。

出钢方式为偏心底出钢。

炉壳采用快换形式，能实现快速更换炉壳。

采用管式水冷炉壁、管式水冷炉盖，节省耐火材料，减少维修时间，经济效益明显。

整个工艺流程要求电弧炉的机械设备、液压系统、电气设备、PLC计算机控制系统、变压器及其它配套设备都必须使用可靠、维护方便，以满足短流程高效率连续生产的要求。

达到冶炼周期短、三相阻抗不平衡系数小（无功损耗小）、电耗低、电极消耗低、技术指标先进。

2.电弧炉设备使用环境：

a）海拔不超过1000m；

b）环境温度:

5～40℃范围内；

c）使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于90％；

d）周围没有导电尘埃，爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的

腐蚀性气体。

3．原材料条件（参考）

a）原材料计划100%废钢（其中15％海绵铁+15%生铁）

石灰>88%

萤石≥85%

合金Si-Fe、Mn-Fe等。

b）碳粉粒度0.1～3mm

含水率≤0.5%

含碳量>80%

c）各种能源介质

▲氧气

工作压力1.2MPa

纯度99.6%

　　平均耗氧量：

　　　　　≥40m3/t钢

▲冷却水

冷却水压力：

≥0.3Mpa

冷却水进水温度：

≤35℃

冷却水耗量：

280m3/h

水质要求：

PH值7.0～8.5

悬浮性固体<10mg/L

碱度<60mg/L

氯离子平均<60mg/L

最大<220mg/L

硫酸离子<100mg/L

全铁<100mg/L

可溶性固体<300mg/L

可溶性SiO2<6mg/L

电导率500μs/cm

总硬度<10德国度（每度为1开水含10mgCaO）

4.工艺说明：

4.1冶炼工艺描述：

现代电炉冶炼工艺中，电弧炉是与炉外精炼设备紧密相联、互相配合进行的。

电炉冶炼过程中，氧气起了重要的作用，因此现代电炉冶炼中供氧强度大，吨钢用氧量达到40～50m3／t。

电炉冶炼原材料计划用100%废钢（含15%海绵铁+15%生铁）,加料次数不超过3次。

4.2几个具体工艺操作说明：

a）废钢工艺说明

电炉出钢后，炉体复位，炉盖旋开，加入40%左右废钢，炉盖旋回盖上，通电冶炼，氧枪助熔，待废钢熔化后，将炉盖旋开加入第二蓝废钢35%，通电冶炼、吹氧熔化后，旋开炉盖加入第三蓝废钢25％，全部熔清后再吹氧、喷碳、造泡沫渣，通过渣进行脱磷、脱硫、脱碳等。

b）吹氧喷碳工艺说明

在整个冶炼过程中吹氧是为了快速脱碳，通过炉内的碳--氧平衡，降低烟气中CO含量，吹氧量大小根据钢水化验结果进行控制。

c）合金加料工艺说明

冶炼过程中根据不同的钢种，待加完原料后，进行合金化处理，钢水加热（脱碳到一定量）进行取样化验，通过化验结果要计算出准确的合金料添加量，以避免合金材料或时间的浪费。

e）出钢工艺说明

出钢时需将钢包烘烤到1100～1200℃左右，避免出钢、添加合金及造渣料加入钢包造成出钢钢水温降较大。

EBT电弧炉出钢采用留钢无渣出钢操作，一般留钢量为钢水量的10％～15％，避免氧化渣流入钢包。

g）电极升降采用PLC计算机控制系统

该系统选用SIEMENSS7-300系列PLC完成对弧流、弧压、挡位、给定等信号采样，按照功率的原理进行运算处理，将最终结果输出到液压控制系统来完成电极升降的自动控制，并按照最佳供电曲线自动调节输入炉内的电弧功率。

供电曲线在钢种变化时允许修改，在自动控制过程中，随时可以人为干预，通过按键增大或减少输入功率，也可以用手动控制电极升降。

4.3.工艺流程图工艺流程图

先加废钢量中40%废钢原料

EBT电弧炉

加入石灰萤石

造渣材料

炉门吹氧

通电冶炼

加废钢量中35%废钢原料

停电旋开炉盖加料

加入石灰萤石

造渣材料

通电冶炼

加废钢量中25%废钢原料

通电冶炼

加入石灰萤石

造渣材料

冶炼脱磷脱硫

送电快速脱碳快速造渣冶炼

加入石灰萤石

造渣材料

测温取样

送电冶炼

测温取样

出钢

转入LF炉

4.4.电弧炉的冶炼周期时间表：

冶炼周期约为115min，出钢—出钢。

出钢—复位5min

出钢口EBT填充料3min

炉门口清理及补炉3min

更换（窜）电极2min

加入废钢料（按3次考虑）每次5min计15min

不可预计的延误时间5min

化验时间　　　　　　　　　　2min（不占用辅助时间）

合计辅助作业时间：

33　min

通电冶炼时间：

82min

5.年产量计算：

▲炉年产钢按300天考虑

Q=P·T·a/△t

P----平均出钢量取27t

t----一天作业时间24X60=1440min

a----一年作业时间取300天

△t--冶炼周期取115min

Q=27x1440x300/115=101426吨/年.台　（一台电炉）

二、主要技术参数：

2.1．主要技术参数：

序号

名称

单位

数值

备注

电炉额定容量

电炉最大容量

炉壳直径

Φ4000

变压器额定容量

KVA

9000

变压器一次側电压

变压器一次側电流

520

变压器二次側电压

310~242~145

9级、无载电动调压

变压器二次側电流

21472

变压器进出线方式

顶进、排式顶出

变压器冷却方式

强油循环水冷却

石墨电极直径

Φ400

电极分布园直径

Φ1100

电极行程

2700

电极升降速度

m/min

上升6

下降4

炉盖旋开角度

。

炉盖提升高度

400

倾炉角度

。

出钢侧20出渣侧15

倾炉速度

°/s

3（快回）1（出钢）

冷却水压力

MPa

0.3～0.45

冷却水耗量

t/h

280

液压系统额定压力

MPa

液压介质

水-乙二醇

操作平台标高

＋4.0

炉体吊装质量

2.2、各部分主要参数：

2.2.1、炉体装配：

2.2.1.1.炉壳内径:

　ф4000mm

2.2.1.2.熔池直径:

　ф3200mm

2.2.1.3.熔池深度:

760mm（含渣厚120mm）

2.2.1.4.熔池容积:

5.22m3（含渣1.15m3）

2.2.1.5.钢液容积:

～4.1m3

2.2.1.6.钢液重量:

～29t（比重7.0t/m3留钢3～5t）

2.2.1.7.炉膛容积:

25m3

2.2.1.8.炉门尺寸:

1000×900

2.2.1.9.出钢形式:

偏心底手动

2.2.1.10.炉门控制方式:

液压驱动

2.2.2、倾炉机构:

2.2.2.1.出钢最大角度:

20°

2.2.2.2.出渣最大角度:

15°

2.2.2.3.出钢最大倾炉速度:

1°/s

2.2.2.4.回倾最大倾炉速度：

3°/s

2.2.2.5.控制方式:

液压驱动—模拟量手柄

2.2.3、炉盖提升旋转机构：

2.2.3.1.炉盖结构形式:

管式水冷炉盖

2.2.3.2.炉盖提升高度:

400mm

2.2.3.3.炉盖全程提升时间:

<20S

2.2.3.4.炉盖最大旋转角度:

75°

2.2.3.5.控制方式:

液压驱动

2.2.4、电极升降机构:

2.2.4.1.石墨电极直径:

ф400mm

2.2.4.2.电极分布圆直径:

ф1100mm

2.2.4.3.电极升降最大行程:

2700mm

2.2.4.4.电极升降最大速度:

6m/min（上升）

4m/min（下降）

2.2.4.5.控制方式:

比例阀-液压驱动

2.2.4.6.导电型式:

导电横臂导电

2.2.5、变压器：

2.2.5.1.额定容量:

9000KVA

2.2.5.2.一次侧电压:

10KV

2.2.5.3.一次侧额定电流:

520A

2.2.5.4.二次侧电压:

310-242-145V（共9级）

2.2.5.5.二次侧额定电流:

21472A

2.2.5.6.进出线方式:

顶进、排式顶出

2.2.6、短网:

2.2.6.1.阻抗值:

<0.3ｍΩ+ｊ2.8ｍΩ

2.2.6.2.三项阻抗不平衡度:

<5%

2.2.7、水冷系统：

2.2.7.1.进水压力:

≥0.3MPa

2.2.7.2.进水温度:

≤35℃

2.2.7.3.出水温度:

<55℃

.2.7.4.最大用水量:

280m3/h

2.2.7.5.水质要求：

2.2.7.5.1.PH值:

7.0～8.5

2.2.7.5.2.悬浮性固体：

<10mg/L

2.2.7.5.3.碱度:

<60mg/L

2.2.7.5.4.氯离子:

平均<60mg/L

最多<220mg/L

2.2.7.5.5.硫酸离子:

<100mg/L

2.2.7.5.6.全铁:

<100mg/L

2.2.7.6.7.可容性SiO2:

<6mg/L

2.2.7.5.8.溶解性固体：

<300mg/L

2.2.7.5.9.电导率：

500μS/cm

2.2.7.5.10.总硬度CaOmg当量:

对带电体<10°dH

对不带电体<60°dH

2.2.8、液压系统：

2.2.8.1.工作介质：

水-乙二醇

2.2.8.2.额定工作压力：

12.0MPa

三.设备概述:

3.1.机械设备：

3.1.1．炉体装配:

炉体装配由上炉壳、下炉壳、炉门机构、底出钢机构、管式水冷炉壁块、偏心区水冷盖、操作平台、不锈钢金属软管、不锈钢球阀等组成。

上炉壳为管式结构、下炉壳为板式结构；炉壳内径为φ4000mm,上炉壳由φ180х10的无缝钢管焊接成框架结构；管式水冷炉壁块由φ76х12的无缝钢管焊接而成；水冷炉壁块分为9块，采用20g无缝管密排焊接,焊后进行整体退火处理。

水冷炉壁块上有挂渣钉，初次使用应首先打结耐火材料，挂渣之后，形成了水冷挂渣炉壁。

下炉壳由20mm的钢板焊接成的结构件，炉壳内径4000mm，内砌耐火材料炉衬。

炉门设计考虑到了增设炉门氧枪操作的空间。

上、下炉壳之间用销子连接成整体，上下两部分可拆开吊装，有利于减小炉体吊装的起吊重量。

为便于运输，下炉壳可以分成前后两部分，在使用现场安装时焊成整体（也可整体运输）。

在炉体圆柱部分下端有一厚法兰，用圆柱销、斜铁和倾炉平台连接，打出斜铁后，炉体可整体吊离倾炉平台，实现快速更换炉体。

底出钢机构为手动操作。

炉门开闭为液压驱动。

基本参数：

炉壳内径：

4000mm

熔池直径：

Φ3200mm

熔池深度：

760mm

熔池容积：

5.22m3

钢液重量：

29t

钢液容积：

4.1m3

水冷炉壁面积：

～11.1m2

炉门尺寸：

1200×1000mm

3.1.2.倾动机构:

倾动机构由倾炉平台、弧形架、倾炉底座、倾炉液压缸、弧形架锁定装置等组成。

倾炉平台和弧形架置于底座之上，炉体装配置于倾炉平台之上。

炉体装配与倾动平台之间用园柱销及斜铁连接固定，防止炉体在倾炉平台上滑动，同时可实现快速更换炉体。

倾炉液压缸用于扒渣和出钢时倾炉之用。

其下支座固定在基础上，上支座固定在倾炉平台的底部，出钢时最大倾角20°，出渣时最大倾角15°。

出钢时最大倾动速度1°/s，当钢水倒出后，炉体以3°/s的速度快速回倾，防止渣液流入钢包。

倾炉到20°时可将炉内的钢液全部倒出，以满足新钢种的冶炼。

锁定装置是用于炉子在加料，更换炉体时锁定弧形架，起到了保护作用。

基本参数：

出渣最大角度：

15°

出钢最大角度：

20°

倾炉速度：

1°～3°/s

控制方式：

电液比例阀—模拟量手柄

3.1.3、管式水冷炉盖：

炉盖采用管式水冷结构，采用φ180х8、φ114х7无缝管焊接成框架，φ76х12的无缝管焊接成管式密排结构的水冷块。

其上安装整体捣制耐火材料中心炉盖，保证绝缘的可靠性。

耐火材料中心炉盖上设有三个电极孔，炉盖根据需要分多路进回水，每路进回水管路上设有不锈钢球阀及不锈钢金属软管，可单独控制。

3.1.4.炉盖提升旋转机构：

炉盖提升旋转机构包括旋转架、托架、炉盖提升机构、旋转传动装置、缓冲装置、电极升降导轮装配、旋转锁定装置、梯子栏杆等组成。

　炉盖的升降是由两个活塞油缸为动力，油缸装在旋转架上，油缸通过链条、拉杆、调整螺母、同步轴等带动炉盖一起上升，保证炉盖同步上升与下降。

炉盖的旋转是由油缸带动旋转主轴、交叉磙子轴承及固定在其上的旋转架而实现的，可使炉盖旋转75°，可进行加料或更换炉体。

旋转架下部设有安装升降油缸的托架，托架及立柱设计成单独部分，现场装配时焊接在一起，便于安装与运输。

旋转架上、下两层平台上各开有三个长圆形孔，用于安装通过电极升降机构的立柱，孔边焊装导向滚轮装配，辅助导向滚轮装有碟形弹簧，能使滚轮与立柱导轨面接触良好。

旋转架上面还装有小平台、栏杆等供电炉上部更换零部件与检修之用。

旋转架的一侧设有旋转锁定机构，当炉盖旋回炉体正上方位置后，被锁定机构锁定，防止出钢和出渣过程中发生旋转架带动电极升降机构转动，折断电极等。

基本参数：

驱动方式：

液压

炉盖提升高度：

400mm

炉盖提升时间：

＜20s

炉盖旋开角度：

75°（向出钢口方向）

3.1.5.电极升降机构：

电极升降机构是由立柱、导电横臂、电极夹紧装置、柱塞式液压升降缸、绝缘件、不锈钢连接件等组成。

导电横臂是用铜钢复合板焊接而成，导电横臂采用三角形布置，最大限度的满足了短网系统电参数的要求，横臂内通水冷却。

电极夹头采用铬青铜锻件，内通水冷却，夹紧带采用非磁性奥氏体不锈钢焊接而成，内部通水冷却。

电极夹头下部设有电极喷淋装置，既延长了电极的使用寿命又减少了电极消耗。

电极夹紧依靠碟形弹簧抱紧，电极松开依靠活塞油缸压缩碟形弹簧达到的。

电极松放机构安装在导电横臂内。

立柱采用无缝钢管两边焊接导轨结构，导轨采用45#锻钢，导轨表面经过热处理，有良好的耐磨性，立柱上托架用非磁性奥氏体不锈钢焊接而成，立柱与横臂之间有很好的绝缘。

特别是绝缘件使用了新的专利产品，其机械强度高，不怕水，耐高温800-1000℃，绝缘性能可靠，使用寿命长。

柱塞式液压升降缸装在立柱里面，并带动立柱升降；由比例阀实现自动调节电极升降。

也可用手动进行控制。

导电横臂、电极夹头、夹紧带的水路是串联在一起的。

每项只有一路水，这样设备简洁，冷却效果也好。

基本参数：

升降驱动方式：

液压

控制方式：

电液比例阀—PLC计算机

电极升降行程：

2700mm

电极分布圆直径：

Φ1100mm

石墨电极直径：

Φ400mm

电极升降速度：

上升：

6m/min

下降：

４m/min

3.1.6.水冷系统:

水冷系统是供给上炉体、炉门、炉门框、水冷炉壁、偏心区水冷盖、水冷炉盖、导电横臂、导电体、夹紧带、大截面水冷电缆、液压油箱冷却器、变压器的油水冷却器用水。

水冷系统进水设有压力表，由分水器、回水箱、压力表、不锈钢球阀、金属软管、管路管件等组成。

基本技术参数：

进水压力：

0.3~0.45Mpa

进水温度：

≤35℃

回水温度：

≤55℃

总水量：

～280

循环方式：

开路循环

3.1.7.短网系统:

　　短网系统的参数和结构是经过详细计算，采用修正三角形布置，可保证三相阻抗不平衡系数小于5％。

无功功率损耗明显降低。

电缆采用大截面内水冷电缆，结构简单、导电效率高、维修方便。

铜排采用管式铜排。

绝缘材料采用高机械强度的耐高温绝缘材料。

短网系统是由补偿器、汇流铜管、大截面内水冷电缆、导电横臂和石墨电极四大部分组成，各部分结构简介如下：

由变压器二次側引出，经排式柔性补偿器、管式汇流铜排引向大截面水冷电缆，短网呈三角形布置。

管式铜排由非磁性钢支架、吊架固定，并由垫木绝缘。

大截面水冷电缆采用WCCB3000型，共6根，每相两根。

每相水冷电缆长度能保证炉盖旋转、电极升降、炉体倾动等动作。

三相水冷电缆在空间为三角形布置，保证三相阻抗的平衡。

导电铜管:

三相导电铜管在空间为三角形布置,有利于三相阻抗平衡。

整个短网系统是经过了严密的计算后才确定了各项参数，使三相阻抗不平衡度小于5％。

基本技术参数：

二次侧额定电流：

21472A

水冷电缆面积：

3000mm2

电流密度：

3.58A／mm2（最大4.3A／mm2）

3.1.8液压系统:

液压系统设计考虑到系统和设备的安全性和可靠性，采用2台恒压变量泵，1开1备。

其流量为100ml/r、额定工作压力为12Mpa、电机功率为22kw、转速为1000r/min。

比例阀和恒压变量泵选用美国派克（美国PARKER）公司产品。

液压介质采用优质水-乙二醇。

系统配置相当数量的蓄能器，以保证事故状态的应急操作。

还设有压力、液位、温度监控装置，以及高压过滤器、循环过滤器、冷却器等，以保证油液的清洁度和恒温，为了减少故障率液压系统采用不锈钢油箱及管路。

炉体倾动采用一台比例阀，用模拟量控制的手动操作开关，使炉体倾动速度在0-3°/s之间任意控制，并且不产生任何晃动。

倾炉还采取了液压锁保护措施，以防止内泄时炉体后倾。

电极升降系统采用PARKER比例阀，以满足电极在穿井时对塌料躲闪的快速提升，防止电极碰断和补偿由于管道过长对系统灵敏度的影响。

　　所有动作都设有流量控制和锁定功能，以确定执行元件工作的平稳性和可靠性。

液压系统由泵站、阀站、蓄能器、液压控制柜等组成。

液压系统各部位的动作及控制方式如下：

序号

液压动作

油缸类型

控制方式

备注

电极升降

柱塞油缸

自动或手动

按　扭　

炉体倾动

活塞油缸

手动模拟量

操作杆

电极松开

单向活塞油缸

手　动

现场按钮

炉盖提升

单向活塞油缸

手　动

现场按钮

炉盖旋转

双向活塞油缸

手　动

现场按钮

旋转锁定

双向活塞油缸

手　动

现场按钮

炉门提升

双向活塞油缸

手　动

现场按钮

3.1.9电极接长装置：

电极接长装置用于接长、存放石墨电极。

此装置的底座为型钢焊接而成，其上有锥筒及直筒组成，直筒内壁焊有板条，经机加工成圆弧面。

在夹紧体的圆弧面上有齿形。

扳动夹紧体上的把手，使偏心机构夹紧石墨电极。

设备主要组成及数量：

底座1件

电极存放筒3件

夹紧体3套

3.1.10炉后加料仓：

为了减少合金料在电炉中的冶炼损失及向钢包中加入造渣料,在电弧炉（初炼炉）后设置炉后加料仓。

当电弧炉冶炼完成后，在出钢前利用天车或人工，将造渣料、合金料加入炉后加料仓，在初炼炉出钢的同时，打开炉后加料仓，通过加料溜管，向钢包中加入称量好的造渣料和合金料。

设备主要组成及数量：

储料斗1件

手动阀门1套

加料溜管1套

梯子栏杆1套

3.2.电气设备:

电弧炉电气设备包括高压供电系统、低压电控系统、电弧炉变压器和电极升降PLC计算机自动控制系统及执行元件组成的。

3.2.1.高压供电系统：

高压供电系统由10KV馈电，经高压隔离开关、高压真空断路器、送至电炉变压器，在高压供电系统中设有氧化锌避雷器、阻容吸收器，作为过电压吸收装置，吸收操作过电压和浪涌过电压，以保护变压器正常运行。

高压侧二次计量回路设有高压侧电压、高压侧电流、有功功率、有功电度及无功电度的计量；二次保护回路设有高压侧过电流保护、高压侧欠压保护、变压器重瓦斯保护、变压器温度保护、变压器油位过低保护、变压器瓦斯及冷却器全停保护等完善的保护回路。

高压柜内装有高压进线隔离开关，熔断器，电压互感器，电压表，真空断路器，电流互感器，电流表，继电器，三相阻容吸收装置，氧化锌避雷器等。

高压真空开关柜主要技术参数：

高压开关柜型号：

KYN16-12中置式（厦门ABB开关）

高压开关柜数量：

2台。

进线额定电压：

10KV、50HZ、三相

真空断路器型号：

VD4-12/1250-31.5

额定电流：

1250A

开断电流：

31.5KA

绝缘水平：

≥42KV/min

操作电源：

DC220V

进线方式：

顶进顶出

防护等级：

IP20

高压系统的真空断路器合、分闸控制由高压柜和控制室的主操作台两地操作控制。

3.3.2.低压电控系统：

由在控制室的电源柜接受车间馈电，进线电压为400V/220V，三相四线制。

然后由电源柜的自动开关分别供给液压柜电源，合闸整流电源、电炉变压器调压控制器、油水冷却器、PLC电源、控制电源、仪表电源、稳压电源等。

继电柜内装有高压侧电流表、电压表、功率表、有功电度表、无功电度表、继电器、报警装置。

为变压器提供保护有：

轻瓦斯报警，油温高报警，油位低报警，高压侧低电压报警，高压侧过电流报警，重瓦斯报警，释压阀报警，冷却器全停报警，低压侧过电流报警。

（声光报警）

液压柜内装有液压电动机的控制、冷却电机的控制、液压电磁阀的电源、报警装置。

为液压系统提供电源，液压系统保护有，液压系统的油箱中液压介质的液位高、液位低、液位最低报警，液位最低报警同时停止所有运行电机。

液压介质温度高报警，系统压力低报警，系统压力高报警，滤器堵塞报警。

炉前台内装有液压系统的操作；炉盖提升、下降；炉盖旋出、旋回；炉盖锁定、解锁；三相电极松开、夹紧；倾动解锁、炉体倾动。

炉后箱内装有液压系统的操作；炉体倾动、倾动解锁；钢包车的操作。

低压动力电源和控制电源技术参数：

进线电压：

400V三相四线

电源频率：

50HZ

动力电源装机容量：

约100KW

其中：

液压泵电机（一工一备）22KW×2=44KW

油水冷却器电机（二工一备）4KW×3=12KW

变压器调压电机：

380W

出钢车电机：

11KW

其它：

10KW

控制电源：

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