德国西门子量子电弧炉

 　　德国西门子量子电弧炉

　　西门子新开发的Simetal EAF Quantum电弧炉是紧凑型炼钢厂的核心设备。它是在成熟的竖炉电弧炉技术基础上与一种新型废钢装料工艺、高效预热系统、下炉壳倾动新方案和优化的出钢系统相结合，它能够使出钢周期缩短到36分钟。吨钢电耗仅为280千瓦时，大大低于传统电弧炉的指标，再加上电极和氧气消耗的降低，使得单位生产成本总计能够降低20%左右。吨钢CO2 排放量也比传统电弧炉减少30%之多。

　　西门子奥钢联冶金技术部从墨西哥钢铁企业Talleres y Aceros S.A. de C.V. (Tyasa)获得合同，将为其在Ixtaczoquitlan新建一个年产能力为120万吨的紧凑型炼钢厂。合同金额达数千万欧元。该炼钢厂的核心设备是一座Simetal EAF Quantum电弧炉。这种新炉型将使电炉钢的单位生产成本降低20%左右。西门子还为该项目提供二次冶金设备和一台复式连铸机。项目计划于2013年年中建成。

　　西门子新开发的Simetal EAF Quantum电弧炉是紧凑型炼钢厂的核心设备。它是在成熟的竖炉电弧炉技术基础上与一种新型废钢装料工艺、高效预热系统、下炉壳倾动新方案和优化的出钢系统相结合，它能够使出钢周期缩短到36分钟。吨钢电耗仅为280千瓦时，大大低于传统电弧炉的指标，再加上电极和氧气消耗的降低，使得单位生产成本总计能够降低20%左右。吨钢CO2 排放量也比传统电弧炉减少30%之多。

　　为了最大限度减少钢厂的排放量，该设备将安装一套干法除尘系统，包括蒸发冷却器、冷却塔、自动脉冲喷吹布袋过滤器和引风机。除尘系统将净化电弧炉、钢包炉和物料输送系统产生的废气，处理能力约为每小时100万立方米，废气含尘量将降低到每立方米10毫克以下。

　　项目内容还包括一套双路冷却水系统，用以满足电弧炉、二次精炼设备和连铸机的需要。另外，项目还将铺设饮用水、工艺用水和消防用水管路。一座基于机械和化学工艺的水处理厂也包括在施工计划内，它将优化整个钢厂的用水需求。

　　西门子的供货范围还包括了电气自动化系统和部件，其中有炼钢设备和连铸机的配电系统、基础和过程自动化以及工艺模型。


　　(EAF Quantum )量子电弧炉的基本原理

　　Quantum 电弧炉的预热竖井通过安装在炉顶的废钢提升机提升倾动料槽进行废钢装料操作(见图1)，废钢料槽由已在废钢料场提前装好的矩形废钢料篮自动装满，废钢装料操作全自动进行。预热的废钢分批加入熔池，废钢由输入的电能和 2 支顶枪吹入的氧气熔化。炉壳本身可以在 4 个液压缸的驱动下倾动出钢或扒渣，而炉盖和竖炉则固定不动。

　　造渣料可以通过炉盖加入，合金料在出钢时加到钢包中。

　　1.1 废钢料槽升降机

　　EAF Quantum 结合了许多成熟的技术应用，比如与高炉装料升降机类似的废钢料槽升降机。在墨西哥 Tyasa 钢厂，这种升降机从 2014 年开始一直正常使用，没有出现过任何问题。

　　1.2 手指式废钢保持系统

　　手指式废钢保持系统(见图2)在手指式竖炉电弧炉所用系统的基础上进行了优化，手指在装料时能够从竖炉中完全抽出。手指的表面用特殊钢钢板保护，能够承受装料造成的机械冲击。

　　1.3 FAST 出钢系统

　　EAF Quantum 采用了FAST ( 电弧炉先进无渣出钢)出钢系统(见图3)，出钢口和熔池由一个虹吸装置隔开。该系统具有以下优点：由于不能通过虹吸装置实现无渣出钢，出钢口填充操作可在通电期间进行，出钢也可在通电时进行。因此，无渣出钢区烧嘴EAF Quantum 的每炉准备时间(出钢、装料、出钢口填充等的断电时间)只有大约4 min。

　　1.4 炉壳动作

　　由于整个竖炉结构均采用固定安装方式，必须移动炉壳进行出钢和扒渣操作。具体操作方案：将炉壳安放在带有液压缸和导向装置的底座上，使其能够双向(出钢口侧和渣门侧)倾动。

　　电极升降系统和碳氧枪安装在固定台架上，并且能与炉壳同时倾动，可通过旋转松放电极和快速更换小炉盖，清除了传统电弧炉倾动时台架产生的沉重负荷及其对于支承结构、轴承、大电流电缆等的影响。采用一种简单的炉壳运输和移动方案，可以快速更换炉壳，减少炉体的动作，降低了系统维护操作难度。

　　运输车既是出钢车，也作为炉壳运输车使用，图4示出了炉壳更换步骤。为了从底座上抬起炉壳，运输车必须停在更换位置，即炉壳正下方。炉壳借助于液压缸和导向系统而降下来。在运输车上放好后被松开，然后移出炉区以修补耐材或更换炉壳，如图 5 所示。

　　炉壳在移动到工作位置前可以装入剩余的钢水或废钢。一旦到达工作位置，液压缸和导向系统就使炉壳向上移动，并将其与底座连接好。

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