12600kVA钛渣冶炼电炉初步设计方案西安环冶电炉技术设备有限公司二〇一二年八月一、设计依据12600kVA钛渣冶炼电炉依据某公司的技术要求进行初步设计。

二、主要技术参数（一）概述1、电炉座数：1座型式：固定式（带有二次燃烧室）电炉额定功率：12600kVA单台电炉年产量：3万吨酸溶钛渣2、单台电炉技术参数（1）变压器额定容量：4200 kVA/35kV—单相数量：3台/座变压器一次电压：35kV变压器冷却方式：螺旋板式油冷却器（2）电极系统型式：电极把持器工作电极数量：3根/座极心圆直径：Ф2200mm可调电极直径：Ф780mm碳素电极电极升降行程：2000mm电极压放行程：50mm/次压放一次完成时间：≤30秒电极上升速度：0～3.0m/min线性可调下降速度：0～1.0m/min线性可调（3）配料及加料系统称量站、固定配料运输机、大倾角皮带运输机、加料运输机、炉顶加料系统（4）炉体炉壳直径：Ø10600炉膛直径：Ø8000炉壳高度：5800炉膛深度：2700出铁口：1个出渣口：1个（5）水冷烟罩净空间高度：2500大炉门：3面小炉门：3面排烟口：2个加料孔：13个（6）正常工作用冷却水压力：≥0.4MPa流量：600m3/h水管径：DN350回水管径：DN500硬度：≤50mg/l (以CaCO3计)PH值：8～9悬浮物：≤10mg/L进水温度：≤30℃出水温度：≤45℃事故状态冷却水（单台电炉水耗量）压力：≥0.25MPa ,合计：250 m3/h（7）液压系统工作压力：16MPa液压油品：HM—46液压油清洁度等级：NAS7级电极升降调节阀：比例换向阀三、机械设备组成及功能描述12600kVA钛渣冶炼电炉机械设备由以下部分组成：配料及加料系统、炉体部分（含炉衬、出渣出铁溜槽，渣铁口开堵口机）、烟罩、烟道及二次燃烧室、电极密封导向装置、电极系统、二次母线系统、冷却水系统、液压系统、电炉配套设备等。

1 配料及加料系统称量站由流槽、称重料斗、电磁振动给料机、称重传感器等组成，当电炉发出求料信号后，称重料斗下的电磁振动给料机即开始动作，将料斗中的混合料自动卸下，送到固定配料运输机中。

一批料卸完后，称重料斗上方的电磁传感器进行计量，达到相应重量后，电磁振动给料机停止向斜料斗供料。

固定配料运输机为电动滚筒传动胶带运输机，胶带宽度为650㎜，配有头罩，头部流槽、密封导料槽、除尘器、尾部拉紧装置等。

称量站称量好的原料均落入固定配料运输机中，再通过此运输机将原料送入斜长运输机中。

大倾角皮带运输机为电动机驱动，通过外减速机减速，最后带动普通传动滚筒的胶带运输机，胶带宽度为650㎜。

该胶带长约220m，在其上面安装一台电动犁式卸料机，可分别向上料运输机卸料。

由于该运输机较长，机尾处厂房面积较小，故胶带拉紧装置为重锤式，可省空间。

为防上胶带跑偏及出现故障，在运输机上配备了跑偏开关、胶带速度检测装置、防撕裂开关等。

上料运输机为电动滚筒传动的胶带运输机，胶带宽度为650㎜，配头罩、头部流槽、犁式卸料器落料流槽、密封到料槽、维修用走台等。

斜长运输机将原料卸到上料运输机上，上料运输机再将原料卸到炉顶环形加料机上。

炉顶加料系统由13个炉顶料仓，13个加料管及13个加料咀等组成。

炉顶加料系统用于向炉膛冶炼区内输送生产原材料。

炉顶加料系统由于采用了振动给料机，可以实现炉料的自如添加。

炉顶环行加料车用于将原料送给每一个料仓。

2 炉体炉体为电炉的电热反应场所，炉壳为圆柱形焊接结构，内砌耐火材料，其内部是冶炼电热及化学反应的场所，并可存储一定容量的铁水和渣液。

炉体上有出铁口及出渣口各一个，用于排出铁水及炉渣。

3 烟罩烟罩采用全封闭分体式水冷结构，包括外边缘低碳钢水冷段及3组中心不锈钢水冷段。

烟罩上沿电极入口处安装不锈钢密封套。

该密封对电极起密封及导向作用。

密封套采用特制粘土质耐火砖密封，密封套四周装配四套顶轮装置用于导正电极升降轴向偏移。

烟罩的重量由土建二层圈梁建筑顶面支撑。

烟罩上，环绕每根电极周围布置原材料加料口，加料口共计12个。

烟罩上设有二个炉气排出烟道口，与炉气净化系统（除尘系统）接口，在正常操作时使用，两个炉气排出烟道口与原始气体排出管道入口断开，在异常操作或电炉检修时连接。

烟罩上设有检查大、小炉门各三个，作为炉内入口。

4 烟道及二次燃烧室这部分设备组成如下：二次燃烧室、二次燃烧室后烟道，炉顶排烟烟道和炉前排烟系统组成。

二次燃烧室用于燃烧炉气中的油气，二次燃烧室后烟道由水冷管路、水冷气动调节阀及烟囱组成。

水冷管路出口与炉气净化系统连通，将高温炉气送往炉气净化系统处理。

电炉正常工作时，二次燃烧室后烟道与炉顶排烟烟道断开，当炉况出现异常或炉气净化系统出现故障时，该烟道上的蝶阀打开，与炉顶排烟烟道导通。

炉前排烟系统主要由吸烟罩、烟道、烟道碟阀，烟囱等组成。

本电炉共有二个出炉口，当出炉口出铁时，该出炉口的烟道碟阀打开，出炉时排出的烟尘经烟道、引风机进入炉顶排烟烟道中，延伸通过过滤袋滤出而空气则通过烟囱排空。

5电极系统每座电炉设有3套电极装置，每套电极装置由上、下两部分组成，电极装置上部主要包括：电极升降装置、电极压放装置、上部把持筒、电极平台及液压管路等。

电极把持器是把铜瓦夹紧在电极上，并将变压器二次侧电流经水冷铜管、水冷电缆、导电铜管、铜瓦送到电极。

在电极系统上我们采用了国际上较先进的德马克、南非PYROMET 等技术，如采用吊缸式的电极升降装置，能灵活、可靠、准确地调节电极的上、下位置。

液压抱闸和压放油缸组成电极带电自动压放装置。

把持筒的作用是把持住电极，保护大套、压力环、铜瓦依顺序都用吊挂固定在上面，每根电极上设6块铜瓦，是通过压力环上的6个碟簧束一对一顶紧铜瓦，压力均匀，可保证铜瓦对电极的抱紧力均衡，铜瓦与电极的接触导电良好。

把持筒的上部由台架与二个升降油缸联接，油缸支座固定在三层平台的钢平台上。

每根电极上设有单独电极自动压放装置，由液压抱闸和二个压放油缸，及上下限位开关组成。

液压抱闸是用来抱紧电极的，平时时抱紧电极，工作时松开电极，冶炼时上、下液压抱闸始终抱紧电极，只在压放电极时才与上、下抱闸配合交替松开夹紧电极，完成带电压放动作。

6 二次母线系统电炉采用三个单相变压器供电，变压器到电极之间采用水冷二次母线系统供电，二次母线系统包括导电铜管、水冷电缆、绝缘吊挂装置。

三个单相变压器及短网均成120°对称分布。

二次母线系统采用强制水冷技术，有效降低导体的温变电阻；短网布局采用反向层叠式开口三角形布置，各支路几何尺寸及电磁偶和相等，使18个支路电流方向相反，感应磁场相互抵消；各支路几何尺寸及电磁偶和相等，三相电极作功平衡；采用双导电锥接触导电连接结构和闭锁可调铜瓦压紧结构，有效降低接触电阻使电能有效传导至电极端部。

7 冷却水系统设备冷却水系统由截止阀、水分配器、水温表、回水箱及管道组成。

水源来自车间总水管，压力不小于3 105Pa，水温不超过32℃，水耗量约为600m3/h(扣除油水冷却器用水)。

水分配器有两个，一个设在变压器室墙外侧，供变压器二次出线铜管、二次母线系统等冷却用。

另一个设在水冷烟罩侧壁，供水冷烟罩，电极把持器、排烟罩等冷却用。

两路冷却水进水设温度、压力检测。

每台变压器油水冷却器用水耗量约为12m3/h（常压，低硬度用水）。

8 液压和气动系统液压系统供电极把持器移动部分升降、电极压放、电极夹紧与放松等动作。

系统包括：（1）供液压动力源的电机、恒压变量柱塞泵、循环冷却系统、油箱及相关的液压附件等；（2）各控制回路的滤油器，调压回路、电极升降回路、电极压放回路、电极夹紧放松装置有关回路的控制阀件；（3）蓄能器组，除起平稳液压压力作用之外，当发生事故停电时，可以提供电极柱移动部分升降、电极压放、电极夹紧与放松等动作。

考虑到设备作业率较高，液压介质设有自动循环冷却措施，油箱内的介质通过循环泵与外部的水冷热交换器进行换热，将冷却后的介质再送回油箱中，保证了液压系统的正常工作。

液压系统可以取出压力、温度等信号，能满足液压系统自动与联锁保护，使得系统能可靠地正常工作。

气动系统主要用于炉料的投放和电炉烟气排放的自动控制。

用气点共两路。

回路由空气压缩机、油水分离器、气动三联件、汇流排、减压阀、压力表和电磁阀等组成，并设有旁路阀以备检修。

液压和气动系统均设有阀台，各个方向控制器件分别按其功能安装在阀台上面。

9电炉配套设备炉顶单梁电动葫芦吊1台。

10出炉装置出铁系统由烧穿器、出铁口挡板、渣包、运渣车、铁水包、运包车、轨道、卷扬机等组成，铁水与渣液由出铁口和出渣口分别流出。

由烧穿器烧开炉口，铁水渣液经出铁口和出渣口分别流到铁水包和渣包。

渣液待冷却后铲出，运走。

铁水包在包车上，用20t/5t桥式吊车吊起，采用下浇铸，浇注到锭模内，待合金凝固、冷却、脱模、破碎、精整后入库。

四、电气设备组成及控制描述（一）、高压供电系统（一台电炉）35KV配电系统组成（面对高压柜正面排列）：高压进线柜 1面电压互感器柜 1面谐波配电柜 1面真空开关柜 1面阻容保护柜 1面星-角转换柜 1面（二）、电炉变压器每套电炉采用3台单相变压器，变压器容量4200kVA/单相。

每台电炉变压器配用有载电动调压开关，附带有载开关在线滤油装置；每台电炉变压器配置不锈钢螺旋板式油水冷却器及油路管线；每台电炉变压器一次侧配套阻容吸收装置（安装在变压器高压侧）。

一次侧装设阻容吸收装置及避雷器,二次侧设置浪涌吸收装置。

冷却方式：采用强迫油循环冷却。

油水冷却器为不锈钢螺旋板式。

油水冷却器安装于电炉变压器侧边。

变压器结构形式：油箱为斜钟罩式；并具有变压器线圈温度测量等；变压器带有瓦斯继电器、压力释放、油位计、温度仪表等；变压器有长期超载20％能正常工作的能力。

（三）、动态无功补偿及谐波治理电炉系统的自然功率因数在0.8左右，通过高压侧电容补偿使35KV高压侧功率因数补偿到0.92以上。

35KV高压侧的谐波治理满足国家电网电能质量要求GB／T14549--93。

无功补偿投入运行时不产生并联谐振或过补偿。

每台电炉单独设一套SVC动态无功补偿装置，共两套装置。

地点设在厂区35KV变电站预留空地。

：（四）、低压配电系统电炉的低压供配电系统包括MCC进线柜、动力柜、控制电源柜，采用双电源（备自投）单母线运行方式。

MCC动力柜采用GGD柜，仪表板上安装有指示灯，指示系统的运行状态、通断电情况，在必要回路的仪表面板上还装有电压表、电流表，指示系统电压、电流。

柜内元件选用施耐德、西门子、GE低压电气产品。