电弧炉

矿热炉节能改造
 
一：简介

    矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的，因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。
 
（一）：矿热炉主要类别、用途
 
类别
 主要原料
 制成品
 反映温度
0℃
 电耗
KW*h/t 
 
铁合金炉
 硅铁炉
 （45%）硅铁
 硅铁、废铁、焦碳
 硅铁
 1550-1770
 2100-5500
 
（75%）硅铁
 8000-11000
 
锰铁炉
 锰矿石、废铁、焦碳、石灰
 锰铁
 1500-1400
 2400-4000
 
铬铁炉
 铬矿石、硅石、焦碳
 铬铁
 1600-1750
 3200-6000
 
钨铁炉
 钨晶矿石、焦碳
 钨铁
 2400-2900
 3000-5000
 
硅铬炉
 铬铁、硅石、焦碳
 硅铬合金
 1600-1750
 3500-6500
 
硅锰炉
 锰矿石、硅石、废铁、焦碳
 硅锰合金
 1350-1400
 3500-4000
 
炼钢电炉
 铁矿石、焦碳
 生铁
 1500-1600
 1800-2500
 
电石炉
 石灰石、焦碳
 电石
 1900-2000
 1900-3000
 
碳化硼炉
 氧化硼、焦碳
 碳化硼
 1800-2500
 -20000
 
（1）电耗值随原料成分，制成品成分，电炉容量等的不同而有很大差异。这里是约值。
（二）： 结构特点

    矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。
根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70％是由短网系统产生的，而短网是一个大电流工作的系统，大电流可以达到上万安培，因此短网的性能决定了矿热炉的性能，正是由于这个原因，因此矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无用功，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大，*高不平衡度可以达到20％以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高，因此提高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段，提高短网功率因数，可以达到以下的效果：
（1）
    降低电耗5～20％
（2）
    提高产量5%～10％以上。
从而给企业带来良好的经济效益，而投入的改造费用将可以在节约的电费中短期内收回。
三：方法及原理
一般情况下为了解决矿热炉功率因数低下的问题，我国目*般采用电容补偿的方式来解决，通常是在高压端进行无功补偿，但是由于高压端补偿不能解决三相平衡的问题，而且由于短网的感抗占整个系统感抗的70％以上，因此高压端补偿并没有达到降低短网系统感抗，提高短网功率因数。增加变压器出力的目的，仅仅是对供电部门有意义。
因此目前也有部分单位在新建炉子上采取了高低压同时进行无功补偿的措施，来解决以上的问题，在短网端进行补偿能够大幅提高短网端的功率因数，降低电耗，针对炉变低压侧短网的大量无功消耗和不平衡性，兼顾有效提高功率因数而实施无功就地补偿技术改造，从技术上来讲是可靠、成熟的，从经济上来讲，投入和产出是成正比的。在矿热炉低压侧针对短网无功消耗和其布置长度不一致导致的三相不平衡现象而实施的无功就地补偿，无论在提高功率因数、吸收谐波，还是在增产、降耗上，都有着高压补偿无法比拟的优势。但是由于成本较高，同时由于工作环境恶劣，因此寿命受到极大的影响，同时短网低压端无功补偿也带来了谐波增加，因此又必须采取措施来抑制3～7次谐波，从而使投入加大，投资回收周期加长，同时后续维护费用高，综合效益不佳。一般仅适用于新建炉子。
那么有没有一种方法又能够提高短网端的功率因数，同时又不产生谐波，反而可以抑制谐波，我们的*是：有的。

    我公司根据矿热炉的实际情况，结合冶炼行业的老*的多年的经验，经过详细的科学计算，开发研制的低阻抗矿热炉短网系统，能够大幅度降低短网感抗，提高功率因数，*高可以提高到0.95，具有原低频矿热炉和直流矿热炉的诸多特点。能减少各次谐波分量，并自动对变化的无功进行补偿。
1、从炉子短网结构上，采用特殊布置形式和*短线路使之阻抗进一步降低。
2、从控制结构上采取全微机控制电极，使电流在任何情况下均具有*高的电热效率，它既有低频、直流矿热炉的优点，又减少了对电网的影响。提高变压器的出力，减少有功损耗，降低冶炼单耗；其次是在电耗较低的情况下，获得较高的功率因素，提高炉子的产量。 我们的系统可以达到：
（1）
    提高功率因数至0.9以上
（2）
    直接节电率5％～20％，
（3）
    提高产量5％～10％，
（一）：低阻抗短网系统
下图为我公司低阻抗矿热炉短网系统示意图：
 
 
 
由于我们的产品均是根据各个客户的特殊情况特殊设计的，不具有通用性，因此请详细填写调查表，以便我们能够给您作出*适合您的产品，为您带来大的经济效益。
（二）：能效控制器
针对电极间的不平衡现象，如果客户的矿热炉没有采取电极自动化控制，那我们同时提供一套电弧炉能效控制器，本系统是以电弧炉电极为控制对象，利用PC机作为上位机，采用神经网络和模糊控制相结合的方法，解决多变量、强耦合、非线性模型无法建立的电弧炉的控制难题。操作人员只需根据电弧炉冶炼工艺过程中各个阶段所要求的电功率，以电压、电流或功率的数值形式送给计算机（设定值），计算机控制系统将自动实时的 把检测到的参数值（电压、电流）进行 A/D转换后与设定值进行比较运算，并根据控制数学模型进行分析判断，然后发出指令以驱动油缸（电机）带动电极上下运动,改变弧流大小，使系统迅速的纠正偏差，维持电极运行在给定范围内。以此减少短弧和断弧次数、优化 炉况，从而达到节电的目的。
本节电增效系统将原来的模拟电路电弧炉电极升降调节器升级为具有智能数字控制的计算机系统,从而无论是在熔化期，还是在氧化、还原期，系统都能根据炉况自动选择策略进行*优化控制，并通过大限度的减少电流波动，来达到提高供电系统的有功功率和相对应的功率因数 。
   
1、功能特点
系统全面采用数字技术，实行点对点控制，在 WINDOWS（根据需要可配网络）平台下，实现对三相工频电弧炉的测、控、管一体化功能。系统选用市场上成熟的工业计算机和*驱动电源（或变频器），使原来的模拟电路控制升级为具有智能控制效能的计算机系统，整体性能达到了国外超高功率炉的控制性能： 

    1、节电显著：系统的良好跟踪性能，可使电流的波动减小到*小，对电网的冲击减小50%以上、供电效率提高10%以上，与非计算机控制调节器相比，吨钢电耗降低5%—15%； 

    2、生产效率得到显著提高：可将熔化率提高5%左右、氧化（提温）时间平均缩短5分钟以上，钢水综合成本可降低20—100元／吨左右， 铁水产量增加 5%以上。 

    3、电极消耗低：优良的综合性能使电极消耗可降低10%以上； 

    4、钢水质量高：系统的宽域控制特性,解决了旧有调节器在还原期易增碳的难题，特别对冶炼超低碳钢种尤为突出。 

    5、系统内数据传输全部采用了屏蔽电缆,可靠完善的接地系统可将电弧炉运行过程中的各种强电磁干扰拒之门外。 

    6、本系统的操作界面非常友好，全中文菜单提示，只要具有初中文化程度的员工,稍做培训，即可上机操作————检测弧压、弧流的实际数值及其波动曲线。 

    7、安装调试、维护简便：系统设备在现场安装调试仅需3个小时即可投入运行，原有系统不用改动，本系统可使设备故障率降低90%以上，互感器或变压器改动时仅需修改软件参数即可。 

    8、本系统为钢厂的信息化改造提供了一个可靠平台，可实现多台电炉联网功率调控、管理,能从根本上解决中小钢厂连铸生产难连铸的难题。
   
二：技术参数　
1、电极上、下方向变换反应时间小于 0.2秒；
   
2、电极大运动速度大于 3米/秒；
   
3、主回路短路不跳闸时间小于 3秒，短路电流为额定电流的3倍；
4、死区范围：可根据现场的实际情况与用户需求在± 20%之间调节；
5、系统过载能力为 1.5倍，具有过压、欠压、缺相和过流的保护功能；
   
6、系统运行环境：温度 0～50℃，相对湿度小于85%。
 
说明：改造周期为《20天。因此建议安排合适的时间进行节能改造。
 

   
设备咨询：13057897861，欢迎来电咨询！
咨询Q Q ：26178536
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我厂产品的特点是：一、价格低。二、运行能耗低。三、质量稳定易操作。近几年我厂开发的生产线，也比现有其他厂家产品价格低10%-30%，同时投产后运行能耗低35%。
 
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