PDF《UHCP（超 高化学能 ）电炉 的设 计与性能》

・

1 4・

2 0

0 7年第 4期UHCP(超高化学能 ) 电炉 的设 计与性能 王贵平译 岳喜全校 l 前言建造有超高化学能输入的电弧炉是一个 趋势, 这种 电炉 约有

4 0 % 的能 量 由烧 嘴提 供.

为'

r 更完全地利用这些化学能需要对炉 壳设计进行改进, 减少熔池及炉墙表面积 , 以 降低 向炉壳的辐射散热量 , 从而提高传热效 率和废钢使用量 , 还需要基于烟气成分分析 对过程实施动态反馈控制. 最近完成的项 目及新的电弧炉( E A F ) 订 单表明在电炉设计上的一种趋势 , 即采用更 高的化学能以提高生产率. 根据基本指标分析 , 对运行结果进行评 估, 可以看出, 目前的这种设计标准要优于几 年前的最好水平 . 影响这种工艺的关键因素在于 : ・ 使用高化学能 ;

・ 炉壳设计 . E A F上 的烧 嘴及超音速 氧气喷 吹量大 大增加 . 吨钢氧气喷吹量接近于氧气转炉 . 这种高能量输入要求采用不 同的炉型设 计和不同的有效过程控制设备.而这种不同 设计概念的结果就是超高化学能电弧炉―― UHC P ―E AF .

2 高生产率电炉 C o n c a s t A G是SMS集 团的子公司, 它是 一 家集技术 、 工程、安装 及设备 的全 面供应 商,提供用于生产长材 ( 用废钢 和直接还原 铁生产的大方坯 、 异形坯 、 圆坯及小方坯 ) 的 电炉 、 钢包炉及连铸设备. 最近 , C o n c a s t 已新 建或 改造 了多 台电炉,这些电炉都采用 了已被现场实 际操作验 证的统一数据库 . 近三年来的电炉性能趋势显示 , 电炉生 产正在发生一些变化. 在为土耳其 I c d a s C e l i k E n e r j i T e r s a n e v e U l a s i m S a y a y i A S ( I c d a s ) 新建一 座炼 钢厂时 ( 该厂于

2 0

0 3年11月投产 ) 出现了一个新 情况――一座电炉显示 出出众的表现. I c d a s 厂的电炉公称容量为

1 7

5 t , 能量输 入需 要达到较高的水平(变压器功率为168MV A, 吹氧量

2 1

0 0

0 N m'

/ h , 天然 气输入 功率

3 9 MW) , 并需对其带有废钢预热装置的 综合烟气系统在设计 、 结构 和实际操作上进 行全面改进 . I c d a s 厂电炉生产优质小方 坯时的一般 指标为: ・ 生产率 :

2 3

0 t / h ;

・ 耗 电量 :

3 2

5 k W h / t ( 使用冷废钢) ;

・ 耗 电量 :

2 9

0 k Wh / t ( 使用预热至

2 0

0 c I = 的废钢) ;

・ 总氧耗 :

4 7 N m / i ;

・ 总天然气消耗 :

6 N m / t ;

・ 电极消耗 :

0 .

9 k g / t . 这座电炉表现出与几年前的普通 电炉相 反的出 众性能.普通电炉在公称容量为

8 0 t 时效率最高 , 炉容再增大效 率就会 降低.这.维普资讯 http://www.cqvip.com 太钢 译文・l5・ 说 明该 电炉在今后有投资价值. 我们注意到 , 在Icdas之后建造 的其 它 炉容量较小 的电炉也显示出优 良的性能. 这种新 电炉的主要特点就是采用了 U H ― C P E A F设计 .

3 基本 指标 分析 要对 U HC P E A F的基本 特性进 行对 比 分析 , 需要两组不 同数据 : 历史数据和当前数 据.历史电炉数据主要来源于

1 0年前 A B B ( A B B电炉部在

1 9

9 7年被Concast兼并,并入Concast电炉部 ) 的电炉数据及

1 9

9 7年后 C o n c a s t 的电炉数据. 为使分析能够涵盖全部炉容范 围, 对比了4座UHCP电炉( 这 4座电炉的炉容量分 别为

6 0 t 、

8 0 t 、

1 0

0 t 和175t)的数据. 图中画圈的是 U HC P E A F s 的数据 , 其余 为Concast其它电炉 的数据. 当今的新电炉的趋势是较大的炉壳直径 以及产能和消耗指标的明显改善 . 对小 电炉进行改造的 目的就是要进一步 缩短冶炼周期 、 降低单位消耗值. 两方面的市场原因迫使生产商去大大提 高电能和化学能的输入功率 .缩短冶炼周期 通常意味着非常高的电能输入功率. U HP指数 ( 图1)的提 高主要 是 出于产 量增长的需求 , 但会大大影响电极侧炉壳及 耐材的寿命. . 图1目前 C o n e a s t E A F的UHP指数 ( 画圈的点为 U HC P电炉 ) 短短几年 , 辐射指数 R