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超高化學(xué)能電爐結(jié)構(gòu)性能設(shè)計
新聞分類: 行業(yè)資訊 瀏覽:2565 日期:2011/09/09
水蒸汽不僅有利于進步烴氣的燃燒效率，還可以了解電爐是否漏水，這對防止烴氣爆炸是至關(guān)重要的信息。水冷卻板耐高溫，其內(nèi)面溫度為1100℃，爐殼內(nèi)氣溫更高，爐料熱交換更好。為適當(dāng)?shù)乩没瘜W(xué)能，爐殼的設(shè)計需要改變，降低熔池和壁板表面臨爐容的分配，以進步傳熱效率和廢鋼收得率，根據(jù)廢氣分析提高履態(tài)反饋控制。 超高化學(xué)能電爐可將由燒嘴輸入電爐的化學(xué)能利用率進步至40％。
化學(xué)能效率
化學(xué)能是持續(xù)測定的，類似于自然氣(或液化石油氣)的總貢獻和可測算的碳，但不可能精確地估算氧氣的貢獻，這不包括氣體和碳的燃燒。
化學(xué)能輸入量的估算是將電耗與輸入的氣體和碳的總能耗比擬較；其他化學(xué)能的貢獻和余數(shù)是根據(jù)所產(chǎn)生的能(如氧化硅和氧化錳等)單獨估算的。在這種情況下，集成式過程控制系統(tǒng)能給向程序發(fā)警報，以改變信息并處理報警程序。
在分析的基礎(chǔ)上，對4種超高化學(xué)能電爐的出鋼量進行了比較：60t、80t、100t和175t。這與吹氧效率有直接聯(lián)系，包括電極消耗、噴濺效應(yīng)或耐火材料的消耗。這一安全周期少于30s，足以防止可能發(fā)生的嚴峻危害。采用這3種系統(tǒng)中的一種，還可以對水蒸汽進行分析。第二個基準點是單位出產(chǎn)率與總輸入能(化學(xué)能＋電能)之比。集成式過程控制系統(tǒng)的主要輸入數(shù)據(jù)來自第四孔彎頭中的廢氣，并且利用以下數(shù)據(jù)：
(1)一氧化碳、氧氣和水的含量(體積)；
(2)廢氣的溫度；
(3)電爐的負壓；
(4)廢氣管道滑套的位置。最近，Concast在近似紅外線激光工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)了3種實時廢氣分析儀。一氧化碳、氧氣和氣體的溫度可不斷地丈量。超高化學(xué)能電爐燒嘴的輸入功率約占輸入電功率的40％，即高于總輸入功率的30％。 超高化學(xué)能電爐的主要工藝工具是： (1)提高前輩的電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電弧不亂； (2)渣控制系統(tǒng)，控制碳噴嘴，以降低過熱時未籠蓋電弧的風(fēng)險； (3)帶高功率燒嘴的噴嘴和帶高效噴嘴的超音速吹氧噴嘴； (4)氧、碳噴嘴實時廢氣分析和反饋。 電爐主要機能是： (1)出產(chǎn)率：230t／h； 降低電耗，增加化學(xué)能，快速熔煉，導(dǎo)致新一代燒嘴和氧氣噴嘴的產(chǎn)生?？s短出鋼－出鋼時間，意味著需要輸入極高的電功率。目前的傾向是采用大爐容，并改進單位出產(chǎn)率和消耗量。 。改造重點是大大增加電能和化學(xué)能的輸入量。根據(jù)基準分析，評估運行結(jié)果，可以看出，目前的設(shè)計尺度優(yōu)于幾年前的最好水平。檢測廢氣中的水蒸汽含量是立異性的技術(shù)，水的平衡是由集成式過程控制軟件完成的，不僅給出了自然氣的燃燒效率，而且能告知操縱職員是否有漏水的可能?？刂频闹攸c是： (1)激光廢氣分析儀； (2)噴嘴系統(tǒng)閥座； (3)電爐的爐壓。另一個重要參數(shù)是單位氧耗。 為了對超高化學(xué)能電爐的基準特性進行比較分析，需要利用兩套不同的數(shù)據(jù)，即歷史數(shù)據(jù)和目前數(shù)據(jù)。一般而言，新型的超高化學(xué)能電爐的指數(shù)比老式電爐低20％以上。
實時廢氣分析儀系統(tǒng)創(chuàng)造了前所未有的新機遇，對廢氣的分析實時反饋給噴嘴以優(yōu)化工藝，并能更好地了解電爐的熱力學(xué)。
因為新技術(shù)的開發(fā)，產(chǎn)生了表明化學(xué)能輸入量的新方法。
這些工藝控制工具是有效功率輸入控制所必須的，可認為實現(xiàn)超高化學(xué)能電爐的最佳機能提供保障。
電爐的機能不高，需要進行改造，建設(shè)新一代電爐，即超高化學(xué)能電爐。此外，加大爐容有利于多加廢鋼，有利于廢鋼在爐內(nèi)的分布。
為進步化學(xué)能的利用率、改進電爐的機能和進步出產(chǎn)率，最近有一種趨勢，即建造新型超高化學(xué)能電爐(UHCPEAFs)。其中之一是：容積指數(shù)(VI)＝表面／容積(m2／m3)，VI降低，通過增加爐殼內(nèi)廢氣的停留時間，來進步傳熱效率。 集成式過程控制儀(IPD) 所有相關(guān)任務(wù)和目標的集中是噴嘴和廢氣系統(tǒng)的全自動實時控制的真正的立異。 目前，采用兩塊用銅和鋼制成的水冷卻板，獨立水輪回，根據(jù)熱負荷情況，每塊板采用不同的流速。 電爐燒嘴和超聲波吹氧的能力大大進步。應(yīng)用這些系統(tǒng)，通過第四孔彎頭可以不斷地監(jiān)測廢氣的化學(xué)成分。因為有廢氣的實時激光分析，就可能確定吹氧的效率，并進行有效地控制吹氧。 根據(jù)所采用的措施，用氧、碳噴嘴的反饋信號來調(diào)節(jié)每個噴嘴的閥座和廢氣的滑套。 集成式過程控制儀的目標包括： (1)進步傳熱效率，簡化和降低電爐氣氛中一氧化碳含量，增加二氧化碳； (2)降低并優(yōu)化氧氣、碳和自然氣的消耗； (3)防止廢氣管道中一氧化碳引起爆炸； (4)確定是否漏水，并防止?fàn)t殼內(nèi)的氫氣引起爆炸； (5)在劃定的操縱范圍內(nèi)指導(dǎo)工藝過程。 燃燒器的效率對熔畢階段有很大影響，可使熔融金屬很快地平均。冶煉過程中化學(xué)能的貢獻占總能耗的35％～45％。超高化學(xué)能電爐的單位氧耗在35Nm3／t鋼至40Nm3／t鋼之間，比一般電爐高20％～30％。 根據(jù)來自這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，有利于了解傳熱效率(一氧化碳含量)和耗氧量(廢氣中無氧)。這些工藝工具與化學(xué)熱的傳熱效率緊密親密相關(guān)，同時也影響著電極的消耗和耐火材料的壽命。土耳其Icdas鋼廠電爐出鋼量為175t，輸入功率為168MVA，氧氣為21000Nm3／h，自然氣功率為39MW，配有廢鋼預(yù)熱器的排氣系統(tǒng)全部集中，已經(jīng)提出立異性的設(shè)計、建設(shè)和操縱實踐的方案。 電爐機能的基準點是單位電耗。過程控制儀與電爐自動化系統(tǒng)的各種參數(shù)相聯(lián)系關(guān)系。一般而言，改進電爐的機能、輸入化學(xué)能的比率要高于輸入的電能。
在出鋼到出鋼時間約為30min時，必需進步氧氣密度，采用目前的吹煉工藝，過熱5min即可達到物理脫碳率。
超高化學(xué)能電爐還需要選擇不同的力學(xué)設(shè)計參數(shù)。依據(jù)噸鋼吹氧量，其機能已接近氧氣轉(zhuǎn)爐的水平。 Concast選擇了第二種方法，以降低電爐的復(fù)雜性和減少維修，同時引入有效的工藝控制工具。爐頂打開時，熔池表面會輻射損失少量的能量。有兩種不同的選擇： (1)增加燒嘴和噴嘴的總數(shù)目； (2)加大燒嘴和噴嘴的功率。安裝了噴嘴，超聲波吹氧時，熱負荷大大增加，在很短的時間內(nèi)，冷卻水的溫度會進步一倍。 基本的成套設(shè)備是實時廢氣分析儀和指導(dǎo)軟件，基于恍惚邏輯技術(shù)的設(shè)計，對燒嘴、氧氣、碳的噴嘴進行反饋，并對第四孔彎頭后的氣縫進行滑套控制。與Concast電爐比擬，超高化學(xué)能電爐的機能更優(yōu)異。集成式過程控制儀是一種立異和有力的過程控制工具，它是根據(jù)場參數(shù)的實時信息進行過程控制，尤其是實時激光廢氣分析儀。 上一篇: 熱流道模具的發(fā)展前景重要 下一篇: 鋼鐵行業(yè)前景客觀分析解讀
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