超高功率電弧爐是以電氣特征命名
還有最佳節(jié)能爐“EOF”(Energy Optimise Furnace)、電轉(zhuǎn)爐“EAOF”(Electric Arc Oxygen Furnace)[7]等說(shuō)法,但都沒(méi)有得到冶金界一致公認(rèn),因?yàn)檫@些提法或過(guò)于籠統(tǒng)、或過(guò)于偏重,只反映了超高功率電弧爐及其配套技術(shù)發(fā)展的某些方向或趨勢(shì)。管式爐超高功率(UHP, Ultra-High-Power)還反映了電弧爐發(fā)展最本質(zhì)、最具代表性的特點(diǎn),這也表明電氣運(yùn)行一直是電弧爐發(fā)展的原動(dòng)力和技術(shù)保障。
美國(guó)人W.E.Schwabe提出的超高功率電弧爐是在60年代電爐爐型增大、電爐變壓器水平提高的背景下產(chǎn)生的[1,2],近年來(lái),超高功率電弧爐及其配套技術(shù)的飛速發(fā)展,表現(xiàn)出許多優(yōu)異特性和競(jìng)爭(zhēng)力。一些冶金工作者認(rèn)為“UHP”應(yīng)為超高性能(Ultra-High Performance)[3,4],因?yàn)?臺(tái)合格的超高功率電弧爐并不只意味著比功率級(jí)別的提高,電爐而是綜合性能的改善;也有一些冶金工作者認(rèn)為,“UHP”應(yīng)為超高生產(chǎn)率(Ultra-High Productivity),超高功率電弧爐的目的就是縮短冶煉時(shí)間,提高生產(chǎn)率;還有一些冶金工作者認(rèn)為應(yīng)將“UHP”改為“UHE”(Ultra-High Efficiency)[5,6],因?yàn)槌吖β孰娀t的許多新技術(shù)都圍繞節(jié)能降耗、有效利用能源而展開(kāi)。
電氣運(yùn)行與電爐煉鋼配套技術(shù)密切相關(guān)
電爐本身的技術(shù)發(fā)展與電氣運(yùn)行密不可分,許多箱式電爐配套新技術(shù)也都圍繞電爐的電氣運(yùn)行而展開(kāi),不少配套技術(shù)的實(shí)現(xiàn),需要電氣運(yùn)行做相應(yīng)的改變。
電氣運(yùn)行是制定冶煉制度的基礎(chǔ)和保障
冶煉一爐鋼首先要確定需要多少能量,以電能為主要能源的電弧爐煉鋼首先要保證安全、穩(wěn)定的提供電能。
一臺(tái)正常工作的超高功率電弧爐,必須有合理的電氣運(yùn)行制度與之相匹配,如果電氣運(yùn)行制度不合理,不僅會(huì)使電耗增高、電極損耗加大、耐材侵蝕嚴(yán)重、冶煉周期延長(zhǎng),甚至可能造成操作無(wú)法進(jìn)行。
電弧爐是巨大的電能用戶,三相電弧爐變壓器的容量可達(dá)幾十兆伏安,且所需功率數(shù)值在爐子工作期間急劇地大幅度地波動(dòng)管式電爐。這就有一個(gè)怎樣提供電能的電氣運(yùn)行問(wèn)題。
在制定工藝制度時(shí),要考慮變壓器容量、變壓器的利用系數(shù)、對(duì)電網(wǎng)的干擾(閃爍、諧波)、功率因數(shù)等電氣問(wèn)題,因?yàn)檫@關(guān)系到冶煉時(shí)間、冶煉反應(yīng)、出鋼溫度等工藝基本問(wèn)題,箱式爐采取合理的供電制度不但可保證工藝的順行,還可縮短冶煉時(shí)間、降低噸鋼電耗、減少對(duì)電網(wǎng)干擾。