PDF《UHCP（超 高化学能 ）电炉 的设 计与性能》

1 就从130kW~ / c m 提高到

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0 k wV / c m , 增 长了近

9 0 %. U HP指数 平均为

1 .

0 M V A / t , 但在一次 性装料情况下的峰值会达到

1 .

5 MV A / t . 在化学能使用更便利的国家普遍要求降 低电能消耗 , 加上快速冶炼 的需求 , 导致了新 一 代燃烧器及氧气喷嘴的产生. 烧嘴及吹氧管的快速安装 自动提高了对 化学能输入的要求, 如图 2所示. 图2烧嘴能量( 红色 ) 及电能输 入(画圈 的点 为UHC P电炉 ) 有两种不同的选择 : ・ 增加烧嘴和吹氧管数量 ;

・ 增大烧嘴和吹氧管的功率. 为减少维修 、 简化 电炉设备 , C o n c a s t 选择了第二种方法 , 同时引入了有效 的过程控 制设备 . U H C P E A F的烧嘴能量输入约占电能输 入的

4 0 % , 也就是说 , 比 总能量输入多

3 0 % . 一 般而言, 要改善电炉性能 , 化学能输入 量与电能输 入量 的比值要高.对大 电炉来 说,不仅要考虑相对能量输入, 也要考虑绝对 能量输入 : 而这 些又导致能量输入控制及其 实现手段的选择.近几年电炉技术和设计的 革新显示正在发生着一些变 化, 我们将在 后 面讨论这一话题. U HC P电炉还需要选择不同的力学设计 参数.其中之一就是炉容指数 ( V I )=面y , / 容积) [ m / m ] .降低 V I 可以延长废气在炉 内的停 留时间 , 从而提高炉气与废钢 间的传 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ l 6・

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0 7年第 4期 热效 率.此外 , 增大炉容有利 于增 多废钢 的填充 量和优化废钢在炉内的分布.而且在开炉盖 及浅熔池操作时, 熔池表面的辐射散热减少 , 同时减少 了水冷炉壳面积 , 从而降低 了水冷 炉壳散热量. 降低 V I 的主要缺点是 , 提高了电弧辐射 指数( 砒)及水冷炉壁的理论热应力. 另一个缺点是在冶金学方面, 它减少 了 钢液熔池表 面积 , 从 而减少 了钢一渣反应面 积.图

3、图4所示分 别为熔池钢液表 面积 与电炉容积的 比( 三角形数据点) 及炉墙 总 面积与电炉容积 的比( 方形数据点 ) .不同颜色的圆形的数据点分别为4个UHCP电炉 的指标值.图 3为

1 0年前的电炉数据 , 图4为近 l O年来的电炉数据. 图31O年前不 同炉容量 电炉 的几何指数 数 据点 : 菱形为熔池表面积炉容积 , 方形 为炉墙 总面 炉容积 , 圆形 为UHCP数据 摇j '

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一.妒量 / t 图4近lO年来不 同炉容量电炉的几何指数 一 般而言, 新型UHC P电炉的指数 比老 式电炉低

2 0 %以上. 过去 l

0 年 中安装的电炉与早期 电炉 炉 型不同, 主要原 因是需要分 两篮装入轻型废 钢.从机械性能角度而言 , 我们有必要对水 冷炉壁 ( WC P ) 进行讨论.在现在的电炉中, 由于电弧及烧嘴和吹氧管 的作用, 水冷炉壁 所受的热应力很大.输入功率的提高直接影 响 了水冷炉壁 , 目前一般采用具有独立水循 环系统的两片式( 一片为铜板 、 一片为钢板 ) 结构制造 .根据热负荷的不 同, 对 每块水冷 板设定相应的冷却水流速. 由于安装了吹氧管, 在喷吹超音速氧气 流时热负荷会急剧增加 : 在很短的时间内冷 却水温度会提高一倍. 近几年的水冷炉壁技术发展 , 降低 了冷 却造成的热损失.开发 了多层或双层水冷炉 壁――这是一种内部采用低导热系数惰性材 料的复合水冷炉壁 .采用这种绝热性高的炉 壁,降低 了向冷却水 的传热量 . 较高的绝热性能使炉壁内表面的温度更 高( 约达 l