設計特點
Ultimate EAF的設計特點是高端爐墻外殼采用可分式設計。上部爐殼分為水冷鋼板區(qū)和銅滾板嵌鑲區(qū), 下部爐殼采用耐火磚爐襯。水冷爐頂系自承重設計。爐頂提升系統(tǒng)采用單點支承, 能快速而有效升降, 有利廢鋼加入。采用三梭柱滾子導向系統(tǒng)控制電極, 移動容易且可減少擺動。
RCB技術。Ultimate EAF能夠高性能操作, 其關鍵原因之一是使用了RCB技術。RCB裝置由煤氣氧燃燒器、超聲氧和碳噴射系統(tǒng)組成。將RCB裝置安裝在EAF水冷培渣區(qū)以上堅固的鼻形嘴內, 可確保其不被廢鋼損壞或堵塞, 從而長期、高效而穩(wěn)定運行。RCB燃燒器可使用天然氣、液化石油氣和焦爐煤氣。采用環(huán)形引燃火舌以防止燃燒器噴濺,同時降低堵塞敏感性。
使用RCB技術后, 以下系統(tǒng)和工藝優(yōu)勢已成功實現(xiàn):被防護火焰圍繞的超聲氧氣流能保持層狀,渣液或鋼液也不產生噴濺;熱燃燒煤氣有足夠時間穿透并預熱廢鋼;由于裝置的特殊設計,層狀氧氣流的角度和長度以及防護火焰的特點, 氧氣流噴入鋼液熔池的效果遠遠高于其他系統(tǒng);后燃燒反應減少了供電時間,節(jié)約了電能;多點全自動噴碳使整個爐內產生了可保護爐襯的泡沫渣,從而允許在廢鋼熔化期內進行長電弧操作;采用碳噴射完全控制爐渣氧化,降低了渣中氧化鐵含量,從而提高了全金屬收得率;未增加對置面爐墻或爐底耐火磚的磨損;超聲氧槍多點布置促進熔池鋼水強烈攪拌,有利鋼液溫度和成分均勻。
電氣設備。為了給爐內輸入最大電力, 電能分配設計必須小心而嚴格。供給爐子的強大電力是通過一臺電爐配電裝置(由一個引入段和兩個斷路器段組成)實現(xiàn)的。一臺120噸Ultimate EAF變壓器數(shù)據如下:額定功率為150MVA、第2段額定電壓為740V~1350V、第3段額定電流為78kA。為穩(wěn)定爐內電弧, 將裝有OTLC(On Load Tap Chang?鄄er)功率為55MVA的串聯(lián)電抗器聯(lián)接到變壓器中間繞組, 使電極控制系統(tǒng)既在最佳狀態(tài)下運行又能穩(wěn)定供電, 且減少電極消耗。
自動化。1級:全球已有100多臺EAF和鋼包爐安裝了1級自動控制系統(tǒng), 足以證明它的性能可靠。該系統(tǒng)由Siemetic S7和Win CC或選擇件PCS7組成。控制EAF的其他自動化系統(tǒng)有數(shù)字電極管理系統(tǒng)Simelt AC和泡沫渣管理系統(tǒng)。
2級工藝最優(yōu)化:使用該系統(tǒng)可以控制監(jiān)視電爐生產過程從而實現(xiàn)生產工藝最優(yōu)化, 確保操作可靠性。通過先進技術(包含計劃數(shù)據處理、生產控制、工藝設定值、工藝模型和數(shù)據跟蹤)的應用, 可提高爐子的生產效率, 降低生產成本。若干EAF模型很好地幫助了操作者實現(xiàn)各道工序良好操作。實踐證明, 安裝第2級工藝最優(yōu)化系統(tǒng)使眾多生產者獲得了實惠。例如,縮短了10分鐘冶煉時間,節(jié)約了5%的能源,降低了10%的消耗,同時提高了鋼的質量。
運行成果
俄羅斯NSMMZ鋼鐵廠的120噸Ul?鄄timate EAF。提供給俄羅斯NSMMZ鋼鐵廠的一座120噸EAF配有多臺RCB裝置、氧氣燃燒器和碳噴槍。變壓器額定功率為120MVA。由于下游連鑄機鋼包六角轉臺容量的限制,工廠試生產的前9個月,爐產量降為90噸。正式投產后應用了Ultimate技術,例如廢鋼單斗進料(爐子容量的65%)、高功率輸人(功率120MVA)等, 每天產鋼40爐。幾個月后, 工廠安裝了具備Ultimate技術的所有設備, 同時改進了鋼包六角轉臺, 爐產量達到120噸。
亞洲鋼鐵生產商的300噸Ultimate EAF。提供給亞洲某鋼廠的一座300噸EAF也配有數(shù)臺RCB裝置、燃燒噴射器和碳噴射器。該爐子使用的變壓器系全球最大,額定功率為240MVA,第2段電壓超過1600V。投產一個月后每天產鋼17爐,投產4個月后每天產鋼23爐,周產鋼量達4.5萬噸。實踐證明,采用Ultimate技術, 產鋼量會直線上升。
依靠自己的技術(包括電極控制系統(tǒng)、電力供應系統(tǒng)、技術、泡沫渣管理器),以及所有工程和EAF全套設備制造能力, 海外某公司研制成功了一整套被稱為Ultimate EAF的新型通用電弧爐設備以滿足生產者對高生產率、低成本、高安全性和高的操作穩(wěn)定性的要求, 并廣泛用于碳鋼、不銹鋼和特殊鋼的冶煉。