电炉新技术-32页-B.ppt
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1、冶金学炼钢篇电炉炼钢及炉外精炼,阎立懿东北大学钢铁冶金研究所2008年10月2911月24日沈阳,(No7),2023/10/26,东北大学/阎立懿,2,主要内容,电炉炼钢及其发展电炉炼钢设备及其电热特性电炉炼钢原料及冶炼工艺电炉新技术、新工艺炉外处理中国钢铁与大型电炉现状,2023/10/26,东北大学/阎立懿,3,上次介绍第五章“现代电炉炼钢新技术”的内容现代电炉冶炼工艺要点:快速熔化与升温,脱磷及脱碳操作等要点。钢液的合金化:合金的用途、种类以及合金加入时间的原则,给出“n元合金计算公式”。UHP电炉的发展背景,采用UHP电炉的目的及其主要优点。UHP电炉的主要技术特征:功率水平要高、功
2、率利用率要高、流程要优化,以及公害要进行抑制。,2023/10/26,东北大学/阎立懿,4,5.1.3.4 电炉产生的公害要进行抑制(1)烟尘与噪音 UHP电炉在炼钢过程中产生烟尘20000mgm3,而国家对排放粉尘含量的现行标准GB9078-1996为100150mgNm3。因此,电炉必须配备排烟除尘装置,使排放粉尘含量达到标准要求。目前,较合理的办法是采用炉顶第四孔+封闭罩和屋顶大罩结合排烟法的三级排烟,除尘采用布袋除尘。以满足即将出台的新标准更高的要求。,5.1.3 超高功率电炉技术特征,2023/10/26,东北大学/阎立懿,5,2007.9宝钢负责起草的“钢铁工业大气污染物排放标准”
3、(征求意见稿):其中就烟尘排放浓度限值,对不同设备提出不同的要求,意见稿建议:转炉、电炉及精炼炉烟尘排放浓度限值分为:“现源”规定35mgm3,“新源”规定20mgm3;美国电炉(铸造)分别为:11.45mg m3,4.58mgm3;欧盟、英国、德国电炉炼钢控制水平均在15mgm3。对二恶英PCDD/Fs排放限值为:0.2ng-TEQ/m3,欧盟排放限值为:0.1ng-TEQ/m3;其他国家多为:0.20.4ng-TEQ/m3。,2023/10/26,东北大学/阎立懿,6,UHP电炉产生噪音高达110dB,要求设法降低。噪音对环境的影响,据科学家证明如表5-3。为此,许多国家都制订标准,如德国
4、标准要求,距噪声源300m处的噪音强度为.30060dB(白天),45dB(夜晚)。GB12348-90规定为4570dB。采用电炉封闭罩可以满足,罩外的噪音强度能达8090dB。,2023/10/26,东北大学/阎立懿,7,(2)电网公害,电炉产生的电网公害主要包括电压闪烁与高次谐波。1)电压闪烁(或电压波动)电压闪烁实质上是一种快速的电压波动。它是由较大的交变电流冲击而引起的电网扰动。电压波动可使白炽灯光和电视机萤屏高度闪烁,电压闪烁由此得名。UHP电炉加剧了闪烁的发生。当闪烁超过一定值(限度)时,如0.130Hz,特别是110Hz闪烁,会使人感到烦躁,这属于一种公害,要加以抑制。,202
5、3/10/26,东北大学/阎立懿,8,解决的办法有两种:一是要有足够大的电网,即电炉变压器要与足够大的电压、短路容量的电网相联,德国规定:,一般认为,若供电电网公共连接点(PCC)的短路容量是变压器额定容量的80倍,就可视为足够大。二是采取无功补偿装置进行抑制,如采用晶体管控制的电抗器(TCR)。(国家标准GB12326-2000规定,35kV时,电压波动限值2%),2023/10/26,东北大学/阎立懿,9,两种途径相比,途径一是治标的方法,因为电炉对电网和自身影响的各种量值并未消除,而是送到更高电压级的电网去扩散。随着电炉及大容量用电设备的不断建设发展,这些量值在电网中增加积累、泛滥成灾,
6、将会形成电网所不能接受的程度,而增加了对广大用户的影响,因此,使用范围越来越小。途径二是治本的办法,它使电炉对电网和自身影响的各种量值大部分就地消除了,故其使用范围越来越大,前途广阔。,2023/10/26,东北大学/阎立懿,10,2)高次谐波(或谐波电流)由于电弧电阻的非线性特性等原因,使得电弧电流波形产生严重畸变,除基波电流外,还包含各高次谐波。谐波电流注入电网,将危害共网电气设备的正常运行,如使发电机过热,使仪器、仪表、电器误操作等。抑制的措施是:采取并联谐波滤波器,即采取、串联电路。实际上,电网公害的抑制常采取闪烁、谐波综合抑制,即静止式动态无功补偿装置SVC装置,见图5-2。但SVC
7、装置价格很贵,使得电炉投资成本大为提高。,2023/10/26,东北大学/阎立懿,11,图5-2 静止式动态无功补偿装置,2023/10/26,东北大学/阎立懿,12,5.1.4 超高功率电炉技术效果,UHP电炉冶炼工艺的基本指导思想是高效、节能、低消耗。而应用于UHP电炉的各项技术,如UHP供电,强化吹氧(含氧-燃助熔),水冷炉壁与水冷炉盖,底吹搅拌,长弧泡沫渣,无渣出钢及废钢预热等都是在这种思想指导下开发出来的。综合应用这些技术,与计算机控制、管理和炉外精炼相配合,已经使得电炉的平均冶炼周期达到60min,电耗达到400kWh/t,电极消耗达到2kgt的高水平,即“642”,有的看见“53
8、1”的高水平。直流电弧炉、新式废钢预热及二次燃烧等技术的实施又使电炉技术水平达到了一个新的高度,进一步缩短了冶炼周期,降低了电耗和电极消耗,见图5-3,而且闪烁、噪声、耐材消耗都明显得到改善。,2023/10/26,东北大学/阎立懿,13,图5-3 电炉炼钢技术的发展,2023/10/26,东北大学/阎立懿,14,5.1.5 结语,UHP电炉不仅变压器额定功率要高,功率水平要高,而且功率利用率要高,工艺及工艺流程要优化,电炉产生的公害要得到有效的抑制。UHP电炉工艺突出一个“快”字,即快速熔化、提前脱磷以及强化脱碳,而不是简单地将原有工艺一分为二。从提高生产率和降低消耗方面考虑,要求UHP电炉
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