煉鋼電弧爐的節(jié)電增產的有效措施?

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　　問題：

　　煉鋼電弧爐的節(jié)電增產的有效措施?

　　答疑：

　　煉鋼電弧爐的用電單耗，在一定程度上反映了企業(yè)電爐煉鋼的工藝和管理水平，它與爐料質量、布料情況、熔煉鋼種和熔煉工藝等都有著十分密切的關系。近年來，全國各地都突出加強了電爐煉鋼的節(jié)約用電工作，使電爐鋼單耗逐年下降。各地采取的主要節(jié)電措施，大致有如下幾點:

　　(1)改進煉鋼工藝、采用高功率煉鋼法。為了縮短冶煉時間，許多企業(yè)打破了老式電爐的“三期”煉鋼法。實行吹氧助熔、以氧代礦“熔氧合一”、沉淀脫氧、同爐渣洗等新的煉鋼工藝，使熔煉時間大大縮短，有效地降低了電爐鋼用電單耗。有的企業(yè)則采用提高單位裝人量(即噸爐料)的輸人功率，即采用高功率熔煉的辦法來加大熔化功率，縮短熔化時間，降低熔化期電能消耗。如柳州某工程機械廠采用吹氧助熔的辦法，在熔化期當爐門口爐料發(fā)紅處于紅熱狀態(tài)(900℃ )，爐料熔化到50%~70%左右時，用壓力為(39.2~58.8) x104Pa的氧氣吹氧助熔。先吹熔爐門兩側的爐料，再吹熔爐坡附近的爐料，最后吹爐膛中間的未熔爐料。根據(jù)該廠經驗，吹氧助熔可以縮短熔化期20~30min，使噸鋼單耗下降80~100kWh/t。該廠1.5t電弧爐節(jié)電規(guī)定:當爐內有熔化小池，爐門附近爐料開始發(fā)紅，即可開始用壓力為(29.4~39.2) x 104 Pa的氧氣吹氧助熔;當爐料熔化至60%~70%時，將吹氧壓力增大到(58.8~78.4) x 104Pa，直到熔化還原結束。另外，該廠在氧化期以吹氧脫碳代替分批加礦石脫碳，兩者相比也取得了顯著成效，使氧化期縮短10~20min，使鋼液升溫20℃左右，噸鋼節(jié)電50~70kWh。沈陽某水泵廠采用同爐渣洗法工藝，在容量為1.5t的電弧爐上，進行了300多爐的試驗研究，取得了明顯的節(jié)電經濟效果。經過用傳統(tǒng)冶煉方法進行60多爐的對比試驗表明:采用同爐渣洗法噸鋼耗電由傳統(tǒng)法的768kW1h，降低到632kWh;冶煉時間比傳統(tǒng)冶煉方法縮短了27min，每噸鋼的冶煉時間平均減少9.7min，煉鋼效率提高22.8%;鋼水質量穩(wěn)定、化學成分和機械性能均達到部標準要求;煉鋼成本由于電耗降低、冶煉時間縮短、爐子壽命延長.，盛鋼桶壽命延長，比傳統(tǒng)法消耗減少10%左右。 江蘇揚州某缸套廠，將原3t電弧爐的650kVA電爐變壓器，更改為1250kVA，采用高功率熔煉法，加大了熔化電流，使熔化期時間縮短了一半左右，使噸鋼耗電大幅度降低。某機車車輛廠，在8t電弧爐擴大至13t容量時，為了不致造成功率等級水平下降。在仍然使用原3000kVA電爐變壓器的情況下，采用不投人電抗器、過載運行的方式強化冶煉，也取得了很好的節(jié)電效果。為防止在熔化期由于電弧短路造成的電流沖擊影響，該廠采取用吊芯來加固變壓器線圈、增強抗電動力。同時改善了電極控制系統(tǒng)，使電極提升速度加快，以減少短路次數(shù)的辦法來克服由于不投人電抗器運行而造成的影響。

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　　引進先進的電弧爐連續(xù)煉鋼裝備技術進一步實現(xiàn)節(jié)電、增產的目的：河南太行全利集團在仔細研究世界各國先進電爐煉鋼技術經過近10年的研究積累,研制開發(fā)符合中國特色的連續(xù)煉鋼技術裝備-DP廢鋼預熱電爐連續(xù)裝料裝置,該新型煉鋼裝備徹底改變了常規(guī)的電爐操作工藝。國產DP裝備利用電弧爐排出的高溫廢氣對送往爐中的爐料進行連續(xù)預熱。國產DP裝備可以實現(xiàn)電爐側面連續(xù)加入爐料,同時在出鋼時，爐內一般要保持1/3~1/2的留鋼量,出鋼后即刻連續(xù)送人爐料,繼續(xù)下一次的冶煉。電極不直接加熱爐料,國產DP連續(xù)輸送裝備其主要特點是連續(xù)加料、連續(xù)預熱和連續(xù)冶煉。它通過連續(xù)給料和預熱爐料節(jié)省了電能和化學能。電爐冶煉過程中熔池穩(wěn)定,電氣干擾小,車間內噪音較低,工作環(huán)境大為改善。該裝備經過2004年河南舞鋼90噸電爐首次工業(yè)實踐后歷經近10年的發(fā)展和完善，又先后取得在河北冀南特鋼、湖北華鑫特鋼、蕪湖新興鑄管有限責任公司、越南DANA-Y鋼鐵公司、越南東南亞鋼鐵、印尼蘇門答臘鋼鐵集團公司(Growth Steel Group)和世界頂尖的韓國浦項制鋼POSCO集團公司等企業(yè)廣泛采用 經過長期的工業(yè)實踐，DP系列裝備被確定具有以下工藝特點：在控制氣體同時連續(xù)地給電爐加入金屬原料(重和輕的廢鋼、生鐵、HBI等) 并對其進行預熱的過程。加入料是直接由廢鋼場地或軌道車裝入傳送帶的。之后廢鋼被連續(xù)并自動地運至電爐，同時在預熱傳送帶中由爐中的廢氣進行預熱。一旦被預熱，廢鋼將被送入電爐，在其中廢鋼將由鋼液連續(xù)熔化。它允許連續(xù)的平熔池操作，這是其較傳統(tǒng)的爐直接用電弧化鋼的一個關鍵優(yōu)勢。與其它電爐工藝相比，DP系列裝備工藝具有如下優(yōu)勢∶產量的增加15-30%、更少的電能消耗(噸鋼節(jié)電80-100度)、更少的電極消耗、更少的人員配置、更少的耐材及維護成本、粉塵處理量減少了20%~30%、更低的生產成本、對環(huán)境的影響的減少和噪聲的減少、電網(wǎng)紊亂減少、廢鋼收得率提高約2%。

　　(2)加強爐料管理，采取飽和爐次、超裝爐料、正確合理配裝爐料等方法，減少各項熱損失。電弧爐煉鋼所用的原材料，大多為廢鋼鐵、返回鋼、生鐵、精鋼材、合金材料等以及脫氧劑、氧化劑、增碳劑、造渣材料，尤其是廢鋼鐵，有大小、輕薄、高碳、低碳、合金與碳鋼混雜在一起，使用保管時應盡量分類存放，不得混人泥砂雜物。爐料尺寸在條件允許的情況下，亦應按大、中、小分別堆放、裝料時則宜合理搭配使用，以減少爐內“搭棚”現(xiàn)象，加快爐料的熔化。裝料時，應按照“上疏下密、中間高四周低、爐口無大料”原則，以達到“穿快”、保證爐料順利熔塌和熔化。底層裝生鐵，中間裝厚鋼料，四周裝輕薄料，上層裝鋼、鐵屑等，以保證爐溫均勻，加速熔化。為了相對減少每噸鋼的冶煉時間和渣量，減少爐體和水冷系統(tǒng)的蓄熱、散熱損失，每爐裝料時應盡可能超裝，通常小容量電弧爐，超裝量可超過規(guī)定容量的40%~50%0

　　(3)根據(jù)冶煉工藝的不同要求、合理配電。在精煉過程中，應掌握高溫氧化，中溫還原、低溫澆鑄的原則，以實現(xiàn)優(yōu)質、低耗，在熔化期，通電起弧的10min內，宜用二級電壓供電，以穩(wěn)定電弧和減少弧光損壞爐蓋，待電弧穩(wěn)定后再用最大功率送電，以加速熔化。熔化后期，為保護爐墻、爐蓋不受損傷，可適當減少輸人功率，直至氧化期的中后階段，由于氧化放熱反應劇烈、放出大量化學反應熱，鋼液升溫快，此時，可用小功率供電(中級電壓與電流)。在還原期加人稀薄渣料后則應采用中級電壓和大電流，加人碳粉后，再輸人中等功率，待渣形成后，又輸人小功率。采用上述供配電辦法，可對降低電耗起到良好作用。

　　(4)進行節(jié)電技術改造，降低用電設備損耗。某廠對31煉鋼電弧爐短網(wǎng)硬排布置，由水平布置改為三角形布置，使A, B, C三相電抗基本相等，避免了出現(xiàn)過熱點，減少了渦流損失，縮短了熔化時間。同時，該廠還將短網(wǎng)導線改為水冷電纜，降低了溫度，減少了電熱損失。其次，調整三相電極的布置。使其向爐子中心有40的傾斜，從而使電極熔化點溫度集中，易形成熔池，加快熔化速度。也可采取改換電極夾頭、降低夾頭渦流損耗。有的企業(yè)原用電極夾頭為鐵夾頭，渦流損耗大，經改換為銅夾頭后，不但延長了夾頭使用壽命，且使噸鋼電耗下降約15kWh。為保持最佳電弧功率，使電極能快速準確地跟蹤電弧狀態(tài)的瞬間變化，調節(jié)電極位置以調節(jié)電極的弧隙長度，有的企業(yè)將電弧爐的電極驅動操縱裝置，由轉差電機改為可控硅小慣量電機驅動，從而使輸人功率波動限制在最小范圍內，降低了電能消耗。如大連某起重機廠，改用品閘管小慣量電機驅動裝置后，使噸鋼電耗下降2530kW h。有的企業(yè)則采用微機控制的品閘管-雙繞組異步電動機調節(jié)系統(tǒng)改造原滑差電機電極驅動裝置。使噸鋼電耗由原730kVTh,降為638kW h，且使噸鋼電極消耗減少0.9~1 kg。另外，對老式變壓器進行更新，降低變壓器損耗。一般老式變壓器損耗高達8%~10%，而且輸出檔數(shù)少，難于制定合理的供電曲線，當更換為節(jié)能型電爐變壓器后，損耗可降低4%~5%，在容量不變的情況下，可相應增加輸人功率，使冶煉時間縮短，達到降低電耗的效果。為減少短網(wǎng)及變壓器出線各連接部位的接觸壓降，還可在各連接接頭處采用DG1型導電膏涂敷，以減少接頭處功率損失。如福州某砂輪廠，在1000kVA電爐變壓器二次側接頭處，變壓器出線導電排對銅排、銅排與銅排、銅排與母線等處，涂敷導電膏后，電流為6000A時，平均接觸壓降僅為涂前的11.5%;三相的接頭共可減少435.7W功率損耗，且接觸壓降穩(wěn)定，銅排處溫度達120℃以上，導電膏也無流失情況。此外，采用新型耐火材料延長爐子壽命，在渣線部位爐體改用鎂碳磚砌筑，從而降低砌爐成本和電能消耗。在操作上，推行爐前化學成分快速分析、加快鋼水測溫、嚴格控制出爐鋼水溫度、快速裝料等，也都是行之有效的降耗節(jié)電措施。

　　(5)采用磁鏡直流電弧爐代替交流電弧爐。電弧爐采用直流供電，具有電弧穩(wěn)定，短網(wǎng)壓降小，磁路渦流損耗小，電弧的熱交換效率高，對電網(wǎng)無頻繁的工作短路電流沖擊等優(yōu)點。它與常規(guī)的三相交流電弧爐煉鋼相比，可使冶煉熔化期縮短60%，電耗減少22%，且使脫磷脫硫速度加快。太原某重型機器廠于1985年將一臺擬報廢的電弧爐改裝為磁鏡直流電弧爐，至今已煉出優(yōu)質鋼6萬多噸，噸鋼電耗顯著下降，以往該廠歷史紀錄單爐最佳電耗在509kW h/t以上，現(xiàn)在單爐電耗大多在400~500kWh/t之間，最低單耗曾達315.76kWh/ t。改造前該爐年平均單耗為679kWh/ t，改后降為年平均584.6kWh/t。且冶煉速度加快，由過去每日最多煉4爐鋼增加到每日煉7爐鋼，使用合格電極的月份噸鋼耗電極也比改造前下降10%~17%，砌爐用鎂砂平均噸鋼消耗比改造前減少8%，功率因數(shù)由0.85上升到0.92，且三相電流平衡、電弧穩(wěn)定，噪聲顯著降低。

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