电弧炉碳氧喷枪的设计与应用

   电弧炉碳氧喷枪的设计与应用
  
  前言:电炉采用炉门碳氧喷枪向炉内吹氧和喷吹焦炭粉造泡沫渣技术,与传统的人工用吹氧管向炉内吹氧和加入固体含碳材料造泡沫渣的操作工艺相比,具有氧气利用率高,泡沫效果好,脱碳、脱磷效果稳定,能明显缩短电炉冶炼时间、节能效果好安全性好、自动化程度高的优点,是国外大型电炉和超高功率电炉必备的主要工艺设备之一。
  
  国内除少数几台超高功率引进碳氧喷枪技术外,大部分30t以上电炉都没有采用这项新技术,这其中除引进碳氧喷枪的价格昂贵因素外,国内制造在制作工艺和喷粉设备质量不过关等方面,也限制了碳氧喷枪在电炉上的推广使甩莱芜钢铁集团有限公司特殊钢厂根据本厂电炉炼钢的特点,自行设计制造了一台适应本厂50t超高功率电炉工艺需要的非自耗式碳氧喷枪,一年多的生产使用表明,该枪具有体积小、重量轻操作简单、使用灵活、切割废钢助熔深脱碳速度快、造泡沫渣效果好的优点,实现了50t超高功率电炉吹氧、造泡沫渣自动化和埋弧操作,并取得了明显的经济效益。
  
  2碳氧喷枪的设计2.1电弧炉主要技术参数(表1)2.2功能表150t超高功率电弧炉主要技术参数2.3碳氧喷枪的设计碳氧喷枪由枪体、机械系统液压系统电气系统水冷系统及喷粉系统6部分组成,其结构见枪体包括拉瓦尔喷头和枪身两部分,其结构见拉瓦尔喷头采用紫铜铸造,热处理后经机加工制成,其主要设计参数见表2枪身由3层同心无缝钢管套装焊接而成,管中间分别通氧气和焦炭粉,管与管之间通冷却水,其主要设计参数见表3机械系统包括:碳氧喷枪转柱、拉杆机构、大臂、大臂转柱、摆动座,其结构见虚线框内部分其特点是采用现代化机械手结构,使碳氧喷枪在工作状态时能自由地在炉内上下、左右摆动,非工作状态时,枪体旋出折叠,占用炉前操作平台面积小表2拉瓦尔喷头的主要设计参数氧气喷头喷孔出喉口喷孔流量/流速/压力/孔数/口直径/直径/夹角/个表:3枪身的主要设计参数中心管中层管外层管进水出水冷却冷却水直径/直径流速/水量压力液压系统由液压站、过滤器、喷枪摆动缸、大臂回转缸、喷枪仰俯缸组成碳氧喷枪动作部分采用液压驱动,减少了整套设备的体积和设备的总重,保证了喷枪在工作状态时动作平稳可靠,无噪音,其控制见,主要性能参数见表4表4液压系统性能参数系统工作摆动缸行大臂回转缸行喷枪回转缸行压力/MPa程电气设计采用双电路控制系统,一路在炉前控制,一路在液压站前控制,两路均能单独控制碳氧喷枪的工作过程正常工作时使用炉前控制,便于全面观察炉内碳氧喷枪的工作状态,一旦炉前控制发生故障,可迅速启用液压站前控制系统,保证碳氧喷枪6.喷枪摆动缸7.大臂回转缸8.过滤器由于50t电炉炉前循环水压力只有0.达不到碳氧喷枪进水压力多0.6MPa的要求,设计采用在进水管路上串接加压泵,保证其进水压力达利用原补炉机对其出料蝶阀进行部分更换和改造,解决蝶阀开关不灵活现象在空气压缩机后加干燥器,解决因压缩空气潮湿引起碳粉结块造成的堵塞现象,保证供粉畅通3使用效果分析采用电炉碳氧喷枪技术前后电炉各项消耗指标对比见表5表5碳氧喷枪使用前后电炉各项消耗指标对比使吹氧管/氧气焦炭粉/电极/电耗/镁碳砖/用前后从表5可以看出,使用碳氧喷枪后,电炉的各项消耗指标有了明显的降低,1998年按可比价格计算,吨钢冶炼成本下降20. 82元,取得了明显的经济效益分析其主要原因如下:使用碳氧喷枪,喷枪枪体可准确定位,进而强化氧气喷入,明显缩短熔化时间。
  
  喷枪在渣层中的位置可以调整,从而保证氧气和碳粉不至于未加利用而逸出炉外使用碳氧喷枪,可以有效控制泡沫渣,从而加速了能量和质量交换,改善了脱磷和脱碳反应电炉埋弧冶炼操作,降低了冶炼电耗和电极消耗,提高了炉衬寿命35铝棒还燃油加热炉的结构和节能效果贺永东(湖北黄冈白莲铝业股份有限公司,湖北黄冈436218)炉衬材料、烟道口和火道口的设备及温度控制系统等作了简要介绍和比较。
  
  随着节能降耗效的日益深入,冶炼和加工企业寻找廉价的能源,以一次能源代替二次能源以直火加热代替辐射管加热旨在降低能耗的工艺受到广泛的重视随着燃烧技术不断进步和新型复合炉衬推广应用,使直火加热工艺的加热质量甚至优于传4存在问题与改进措施电炉碳氧枪在使用过程中存在下述问题:氧枪枪身水冷套管之间缝隙偏小,供水流量小,高温下喷头部位冷却水局部汽化,供水受阻,导致喷头寿命降低枪体与冷却水系统连接采用普通胶管,易受高温辐射软化,旋转臂转动时产生折叠变形,引起供水受阻操作不慎,喷头与炉内废钢或电极接触,产生电弧放电,将喷头打漏喷粉管采用普通材质,受碳粉的高速摩擦切削作用,寿命降低。
  
  通过上述分析,采取适当加大枪身水冷套管之间的缝隙,大供水量,消除喷头高温区局部汽化统的加热和辐射管加热砌体的蓄热和表面散热损失极小,使炉子的升温速度大大提高,炉温的均匀性能可达±5°C,取得了很好的节能效果本文对挤压机配套的几种型式燃油加热炉的结构与经济、技术效果进行介绍和比较2燃油加热炉结构挤压铝棒坯燃油加热炉由燃烧室、加热室、加热装置、调速电机驱动的锭坯传送机构及温控系统组成吨铝油耗一般为30~ 38kg,加热成本约为电炉枪体与冷却水之间采用耐高温钢丝编织管,防止软化变形,保证供水畅通冶炼操作时加强炉内观察,避免喷头接触废钢或电极喷粉管改用高锰无缝钢管,强耐磨性能,喷头的使用寿命从150炉加到250炉,喷粉管的使用寿命达半年以上,从而保证了电炉碳氧喷枪的正常使用。
  
  结论:电炉碳氧喷枪的设计与应用工艺是合理的,技术上是可行的。
  
  实现了电炉吹氧造泡沫自动化和埋弧操作,减轻了工人的劳动强度,降低了电炉冶炼成本,吨钢成本降低达20.82元碳氧喷枪操作简便灵活、安全可靠自动化程度高

感应炉和电弧炉的特点及应用分析

   感应炉和电弧炉的特点及应用分析 
  
  中频感应炉是将工频交流电转变为中频的电源装置。其实质是把三相工频交流电整流后变为直流,再把直流通过逆变装置变为可调节的中频电,供给由电容和感应线圈组成的谐振回路。由于在感应圈中产生很强的磁场,使在感应线圈里盛放的金属材料产生很大的涡流。金属本身的电阻通过很大的电流时会产生很大的热量,这样就会使金属材质很快发热。例如,把一根金属圆柱体放进通过中频电流的感应线圈里,圆柱体表面被加热甚至熔化,而且这种加热和熔化的速度只要调节电源频率大小和电流的强弱就能实现。如果圆柱体放在线圈中心,那么圆柱体周边的温度是一样的,圆柱体加热和熔化也不会产生有害气体、表面氧化也很小。我公司生产的中频、工频感应电炉广泛用于有色金属的熔炼〔主要用在熔炼钢、合金钢、特种钢、铸铁等黑色金属材料以及不锈钢、铜、铝、锌等有色金属材料的熔炼,并能和高炉进行双联运行〕,广泛用于锻造加热及热处理调质生产线。     中频炉系列熔炼炉特点: 
  
  (1)熔化效率高节电效果好,结构紧凑、过载能力强   
  
  (2)炉子周围温度低、烟尘少、作业环境好。   
  
  (3)操作工艺简单、熔炼运行可靠。   
  
  (4)金属成分均匀。 
  
  (5)熔化升温快、炉温容易控制、生产效率高。   
  
  (6)炉子利用率高、更换品种方便。    
  
  中频炉系列透热炉特点: 
  
  (1)加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与锻模成本。     
  
  (2)工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能。    
  
  (3)加热均匀,芯表温差极小,温控精度高 。   
  
  电弧炉是利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。对于熔炼金属,电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大,能有效地除去硫、磷等杂质,炉温容易控制,设备占地面积小,适于优质合金钢的熔炼。电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成,炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。电弧炉炼钢是通过石墨电极产生的电弧向炼钢炉内输入能量,电极放电形成电弧时能量很集中,弧区温度在3000℃以上,如此高的温度能使炉内的炉料快速熔化。电弧炉以电能为热源,可调整炉内气氛,对于冶炼合金钢非常有利。 
  
  随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高,电力工业的发展,电弧炉炼钢的成本不断下降,现在电弧炉炼钢不但用于生产合金钢,而且大量用来生产普通碳素钢,其产量在主要工业国家钢总产量中的比重,不断上升。我公司生产的电弧炉广泛应用于铸造行业及炼钢行业。 
  
  中频炉炼钢相对电弧炉来说成本低,适合中小企业使用,但是中频炉炼钢对废钢的质量要求高,在熔炼时不好调质,所以炼出的钢材质地不纯,每个炉次所出的钢水质量差别较大。电弧炉体积大,设备投资高,一般都是3吨以上,所以具备一定规模的企业才使用电弧炉。电弧炉炼钢对废钢的质量要求不高,调质也非常方便,每个炉次都能很好的控制,钢材质量能得到保证。

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