《次电炉变压器》PPT课件.ppt

上次课内容 1 原材料的供应 内型 炉衬 结构 2 氧气转炉烟气特点和处理方法3 烟气除尘设备4 脱水器 3 炉衬的维护要使电炉优质 高产 低消耗 必须保证炉衬的寿命 所以应该重视炉衬的维护 冶炼过程中 炉衬受到供电 温度 炉渣的机械冲击和冶炼操作等的综合影响 才能使炉衬损坏 炉底有坑不及时修补时 就会造成钢水成分的不稳定 不均匀 炉料混入铅时还可能造成炉体漏钢 冶炼多炉钢后 炉衬受到不同程度的损坏 所以电炉出钢后要及时补炉 这是保证冶炼正常进行和延长炉衬寿命的重要措施 炉壁的渣线部位长时间的与高温的金属和炉料直接接触 侵蚀最为严重 而其他部位 如出钢口 损坏也很严重 补炉的原则是 高温 快速 薄补 补炉材料在高温时才能与原有的炉衬烧结成一体 一般认为镁砂的烧结温度约为1600 白云石的烧结温度约1540 补炉时 由于电极升出炉后停止供电 补炉材料的烧结全靠上炉出完钢后的余热 除冶炼不锈钢和工业纯铁外 一般在补炉材料中加一定量的沥青 帮助补炉材料的烧结 因此必须趁炉体在高温状态时 迅速完成补炉操作 一般要求补炉后炉腔温度仍高于1200 若低于1000 补炉材料的烧结很差 不但达不到补炉的作用反而影响冶炼下一炉钢的炉渣控制 同样 为了保证烧结良好 一般约为10 25 炉体倾动机构 一 工作特点及要求1 低速重载电弧炉和钢水 钢渣等质量之和通常是几百吨至上千吨 炉内盛有高温液态金属 同时炉子需要各种动作 如出钢 出渣 取样等 要求倾动时应平稳可靠 停位准确 无翻炉危险 因此采用低速倾动 倾动速度为每秒0 5 1 0度 2 炉体倾动角度小为了尽可能缩短水冷电缆长度和提高石墨电极的寿命 在满足工艺要求条件下 倾动角度尽量小 炉体向出钢口方向倾动40 45度 向炉门方向倾动10 15度 3 倾动机构的布置要安全 当炉底烧穿漏钢或扒渣溢渣时 不影响倾动机构的正常运转 二 倾动机构倾动机构传动方式有电机传动 液压传动两种型式 1 电机传动扇形摇架支承在两对大托轮 或称辊轮 上 电动机经减速器带动传动齿轮 传动齿轮带动扇形齿轮 扇形齿轮带动摇架 整个炉子随摇架倾动 电机传动 2 液压传动见图 扇形摇架支承在水平底座上 这种形式的倾动机构可采用液压传动 也可采用丝杆或齿条传动 倾动时工作液进入液压缸 液压活塞推动摇架沿水平底座滚动 带动炉体倾动 为防止摇架和水平底座发生相对滑动 在它们的接触面上分别加工成一排孔 导钉孔 和与之配合的凸出物 导钉 电极装置电极装置是电炉上的重要部件 在冶炼中 为了适应炉况的变化要求电极上下位置能随时而又准确地调节 每座电炉装有三套电极装置 每套电极装置由电极 立柱和横臂 电极夹持器及电极升降系统组成 电极通过装于炉盖中央部位的三个电极密封圈而伸入炉膛内 通常把它们布置在等边三角形的顶点上以便均匀地加热熔化炉料 又不致使炉衬产生过热 三角形的外接圆直径一般为炉膛内径的0 25 0 35倍 一 电极夹持器电极夹持器由夹头 卡头 横臂 夹紧与松放机构等组成 它的作用是夹紧电极 并将电流传导给电极 在电极消耗一定数量后又能松开夹头放下电极 液压传动 电极夹头可用钢或铜制作 制造方法可以采用铸造法也可以采用焊接法 大部分夹头是铜铸件 中间铸有钢管通水冷却 有些夹头用无磁性钢制作以得到较高的强度 普通钢板焊接的夹头成本低 但电阻大 电损增高 铬青钢强度高而导电率又可达纯钢的70 已被广泛地用作制造电极夹头 现在广泛采用的是气动弹簧式夹紧机构夹住 它利用受压缩螺旋弹簧的张力夹紧电极 利用压缩空气通过杠杆机构将弹簧反方向压缩而松开电极 夹紧电极是依靠弹簧11压缩后产生的张力 拉动杠杆13向右 通过杠杆系统2将卡箍4拉向夹头体3而夹紧电极 卡箍4将电极 抱紧 在夹头体上 松开电极时 则将压缩空气通入气缸10 使弹簧进一步压缩 而拉杆则向左运动 卡箍被推离夹头体 二 电极升降机构电极升降机构的作用是在冶炼过程中 调节电极和炉料间的距离 适应炉况的变化 缩短冶炼时间 减少电能和电极消耗 使电炉在高效率下工作 电极升降机构包括横臂 立柱 升降液压缸 或直流电动机等 横臂的作用是用以固定电极夹头和连接升降小车 大炉子用升降立柱 并借助于升降小车 或升降立柱 沿固定支柱上升或下降 1 电极升降机构的类型根据立柱和横臂的连接方式不同 电极升降机构分为固定立柱式和活动立柱式两类 气动弹簧式 炉顶装料系统 炉顶装料时 要先将炉盖连同其中的电极提升起来 将炉盖或炉体移开 使炉膛完全裸露出来 然后用料罐装料 其优点是 缩短装料时间 提高炉子生产能力 降低电耗 减少废钢处理工作 使大块废钢及松散炉料均能加入炉内 能实现合理布料 根据装料时炉盖和炉体相对移动的方式不同 炉顶装料可分为炉盖旋转式 炉体开出式和炉盖开出式三种形式 现在国外和国内新建的电弧炉普遍采用炉盖旋转式 这种型式的电炉一般都有一个悬臂架 顶架 电极升降系统都装在悬架上 炉盖吊挂在悬臂架上面 炉盖旋转式电炉根据炉盖提升旋转机构安装位置不同可分为三种类型 即基础分开式 整体基础式和炉壳连接式 一 炉顶装料形式1 基础分开式基础分开式指炉盖升降旋转机构安装在其本身独立的基础上 与炉子摇架没有关系 2 整体基础式 共平台式 整体基础式指炉体 电极和炉盖升降旋转机构全部设置在一个坚固的摇架上 这种型式的电炉占厂房面积很小 结构十分紧凑 缺点是装料的冲击震动会波及炉盖 电极 3 炉壳连接式这种升转机构直接装在炉壳上 它有垂直和水平两个液压缸 垂直液压缸可推动炉盖升降 水平液压缸通过齿条推动顶杆上的齿轮而使炉盖旋转 这种结构横臂长度比较短 但炉壳受力很大 容易变形 仅用于小炉子上 二 料罐两种类型 链条底板式和蛤式 1 链条底板式 国内 结构 上部为圆筒形 下部为一排三角形的链条板 链条板下端用链条或钢丝绳连成一体 用扣锁机构锁住 并成一个罐底 扣锁机构的锁杆吊在副钩上 装料时将罐吊至炉内 用副钩打开罐底 使炉料跌落至炉膛内 电弧炉炼钢 优点 料罐可进入炉膛中 吊至距炉底300mm的位置 减轻了炉料下料时的机械冲击 缺点 每次装完料后需将链条板重新串在一起 劳动强度大 链条板和扣锁机构容易被烧损或被残钢焊住 维修量大 2 蛤式料罐结构 罐底为能分成两半而向两侧打开的腭 两个腭靠自重闭合 用起重机的副钩通过杠杆系统使腭打开 优点 在一定程度上能控制料罐底打开的程度 以控制炉料下料的速度 缺点 料罐不能进入炉内 只能在熔炼室的上部打开罐底 炉料下降时的机械冲击大 装料时易损坏炉底 电弧炉的电气设备包括 主电路设备和电控设备 主电路 即由高压电缆直接供给电炉变压器 然后送到电极 这段线路为电炉的主电路 其他电控电路 即高压电缆供给工厂变电所 再送到需要用电的其它低压设备上 如高压控制柜 操作台及电极升降调节器等 一 电弧炉的主电路设备1 组成 隔离开关 高压断路器 电抗器 电炉变压器及低压短网等 2 各部分结构特点及作用 1 隔离开关主要用于检修设备时断开高压电源 这种开关没有灭弧装置 必须在无负载时才可接通或切断电路 因此隔离开关必须在高压断路器断开后才能操作 送电时顺序 先合上隔离开关 后合上高压断路器 停电时先断开高压电路器 后断开隔离开关 2 高压断路器用于使高压电路在负载下接通或断开 并作为保护开关在电气设备发生故障时自动切断高压电路 3 电抗器电抗器串联在变压器的高压侧 其作用是使电路中感抗增加 以达到稳定电弧和限制短路电流的目的 4 电炉变压器特点 能把6000 10000V的高电压低电流变为100 400V的低电压高电流 几千至几万安培 使用 有较大的过载容量 不会因一般的温生而影响变压器的寿命 根据熔炼过程的需要 副边电压可以调节 以调整功率 有较高的机械强度 经得住冲击电流和短路电流所引起的机械应力 冷却原因 变压器运行时 由于铁心的电磁感应作用会产生涡流损失和磁滞损失 即 铁损 线圈流过电流 因克服电阻而产生 铜损 铁损和铜损会使变压器的输出功率降低 同时造成变压器发热 变压器发热会使绝缘材料变质老化 降低变压器的使用寿命 冷却方式 油浸自冷式和强迫油循环水冷式 油浸自冷式原理 将铁心和线圈浸在油箱中 油受热会上浮进入油管被空气冷却 然后再从下部进入油箱 强迫油循环水冷式原理 变压器的铁心和线圈浸在油箱中 用油泵将变压器内的油抽至水冷却器的蛇形管内强制冷却 然后再将油打入变压器油箱内 为了防止因油管破裂 水进入油管 油压往往大于水压 5 短网概念 是指从变压器副边 即低压侧 引出线至电极这一段线路 结构 硬铜母线 软电缆 炉顶水冷铜管和石墨电极 硬铜母线 是指从变压器副边绕组出线端到变压器室外面的软电缆接头处是硬铜母线 做成铜管形式 内部通水冷却 软电缆的长度以能满足电极升降和炉体倾动为限 炉顶水冷铜管 首尾与软电缆及电极夹头连接 安装在电极横臂的前方 6 电极作用 把电流导入炉内 并与炉料之间产生电弧 将电能转化成热能 要求 1 导电性能良好 电流密度大 电阻系数小 2 电极的热导率高 3 体积密度大 气孔率小 抗氧化性小 4 在高温下具有足够的机械强度 5 几何形状规整 以保证电极和电极夹头之间接触良好 原料 石油焦粉 沥青焦粉 3 1 粘结剂 沥青 消耗 端部消耗 电弧柱高温和温差引起的端部热剥落 电极端石墨的升华 化学磨损即钢水 熔渣的冲刷和溶解 侧面氧化 侧面氧化反应 电极折断 机械作用 降低电极消耗的措施 1 减少由机械外力和电磁力引起电极折断和破损 2 电极应存放于干燥处 严防受潮 受潮电极在高温下容易掉快和剥落 3 减少电极接头的电损失 4 减少电极圆周的氧化消耗 紧闭炉门 保持密封 出钢后严禁炽热电极长期暴露在空气中 在电极周界表面采用涂层保护 铁和铝或镍和铝 陶瓷材料 5 降低电极端部的消耗 采用长电弧 低FeO 薄渣层等操作 7 电弧电弧形成原因 电弧是气体放电现象的一种形态 合闸后 首先使电极与钢铁料做瞬间接触 在接触处会产生非常大的短路电流 接触处由于焦耳热产生赤热点 于是在阴极将有电子逸出 当两极拉开一定距离后 极间就是一个电场 在电场作用下 电子向阳极加速运动 在运动过程中与气体分子 原子碰撞 使气体发生电离 这些电子与新产生的离子 电子在电场中做定向加速运动的过程 又使另外的气体电离 这样电极间隙中的