1、2500KVA 巖棉生產線加熱電爐技術方案江蘇德誠冶金電爐設備有限責任公司?一五年七月十日- 4 - 4 - 5 - 6 - 13 - 13 - 17 -目錄1 總論 2 項目建設條件 3 建設范圍及生產線組成 4 電爐加熱 5 車間組成及布置 6 車間主要生產設備 7 電爐輔助配套部分 1 總論沾化縣煒燁鎳業公司投資建設 1臺2500KVA電渣爐用于生產 巖棉的 技術方案。1.1 項目名稱日產 100 噸巖棉生產線建設項目之 2500VA 電渣爐1.2 項目單位沾化縣煒燁鎳業公司1.3 項目 建設 單位江蘇德誠冶金電爐設備有限責任公司1.4 設計指導思想和主要原則(1) 根據當前的國際節能減

2、排趨勢，發展循環經濟。(2) 依據需方用于巖棉生產線每小時 4 噸爐渣的處理能力。(3) 采用國內、 國際先進可靠的技術和設備， 使項目建成后 的各 項經濟指標達到同行業領先水平。(4) 科學合理降低項目的建設投資和運營成本 , 為企業創造 最大 利益。2 項目建設條件 建設地氣象條件和地理條件 ( 暫缺) 。抗震設防烈度暫按 8 度考慮(可按照用戶國家要求設 計)。3 建設范圍及生產線組成3.1 建設范圍1 臺 2500KVA 爐渣加熱電爐。我公司主要方案和報價范圍 爐、加料口（不含雙梁橋式吊車）、電爐主體的機械、 電氣3.2 裝備水平電爐結構型式為矮煙罩半封閉、全液壓、石墨電極、移 爐結構

3、形式。如果業主要求可設計為礦熱爐形 式。冶煉電爐a 電爐變壓器暫按 35kV （10KV ）進線考慮，電爐變壓 端采用上部板式出線；b 短網采用銅排、水冷母線；c 采用鑄造銅瓦；d 采用碟簧夾緊裝置；為電電控）。動式精煉電器二次側e 電極升降采用液壓方式；4 電爐加熱4.1生產工藝流程（見圖一）圖一、生產工藝流程簡圖生產工藝流程見上圖，圖中主要是電爐加溫的部分工藝。4.2 生產工藝簡述421爐渣的化學成分。爐渣中AI03過高會影響巖棉的 絲長和韌性，所以盡可能控制使用含AIO 3超過20%以內的液態 渣，SiO2的含量高于45%下表為貴公司的爐渣主要成分編號Al 2QCaOMgOSiO2L15

4、 07-011613-2.274.9729.0046.12L15 07-011615-1.865.2825.6846.03仍恢石懼確茯貝嚴3C804?j3iF 60cOrY廣wK140(1 '真快石-說訶CaO-MgO-SiO2-AI2Q 系相圖由于冶煉鎳鐵合金的紅土鎳礦來源不一，相應的爐渣成分有所差別，渣系成分不同其液態渣的熔點和粘度不同，密度和高溫導電性也有加大的差距，具體需要加熱的時間和溫度、二次電壓和電流，要根據不同渣系成分總結，同時將 CaO-MgO-SiO2-AI2Q 系相圖做為參考。一般爐渣的密度為 2.72.74g/cm 2, 熔點因成分不同差別 較大，見 上面的渣系相

5、圖。4.2.2 電爐加熱爐渣的工藝。電爐加熱為斷續加熱，電 爐出渣為連 續出渣。初次開爐。初次開爐應先將電爐爐襯及電極加熱升溫， 一般可采用 木材、焦炭或煤吹壓縮空氣，使爐內壁溫度上升 到 650 C 以上時可清除 爐內的石塊等雜物后將干凈的液態爐 渣用鐵水包通過巖棉生產線的行車 提升至爐蓋加料口緩慢 加入電爐，初次開爐時可一次或數次加入 2025 噸進行加溫 并烘爐，在正常開爐期間每次加入的熔融渣量應不大于 6 噸， 然后提起電極給電爐送電進行加熱，加溫送電時間一般根據 所加入液態 渣的質量和溫度控制在 815 分鐘，停電保溫，等 待下次的加料后再送 電加熱，同時注意爐內保持一定的余量 和渣

6、流。新開爐的前幾次的加熱 時間稍長一些，因為爐壁的 溫度較低， 爐內爐渣降溫較快。 加熱過程 監控好溫度的變化。電爐爐內和爐前出鐵產生的煙氣通過電爐煙氣除塵器 進行凈化，清 潔氣體排入大氣。電爐煙氣除塵器采用箱式小 布袋過濾在線清灰的方 式。整個煙氣除塵器由管道、旋風除 塵器、空冷器、除塵器、主風機和 煙囪組成。爐渣加熱升溫計算：下表中爐渣 1300C 的平均比熱為 1.3632KJ/ （ kgC）,爐渣平均比熱溫度Cc1100（IM）1200 （ MJ1300（液）1400液)1500（液）1600比熱F卡#聲斤先0. 25080.25370. 32600. 323& 32060.3

7、185KJ/ （ kg ?兀）L 07891.06091.36321.35071, 3406L 33181500 C的平均比熱為1.3406KJ/(kg ?C),從1300 C加溫到1500 C的平均比熱按1.3519KJ/(kg? C)計算，4000kg液態渣升溫所需能量為：4000 X 1.3519 X( 1500-1300 ) =1081520 ( KJ) =300.42(KWh1KWh=3600KJ那么加熱4噸液態爐渣從升溫從1300 C加溫到1500 C所耗電量 約為300KW的電，為了每次新加入的較低溫度的爐渣不影響爐內的現有液態爐渣1450 C連續流出要盡快升溫到1500 C,當

8、爐內仍有20噸1450 C液態渣，再加入 4噸1300 C液態渣時爐內的料會很快混合起 來，那么混合后的溫度為t。由公式Q=Cmt進行計算，計算時仍按平均比熱1.3519KJ/ ( kg ? C)計算。20000 X( 1450-t ) =4000 X( t-1300 )由此解得t=1425 C當爐內有10噸1450 C液態渣，再加入 4噸1300 C液態渣時爐內的料會很快混合起來，那么混合后的溫度為 t 。由公式 Q=Cmt 進行計算，計算時仍按平均比熱1.3519KJ/ ( kg ? C)計算。10000 X( 1450-t ) =4000 x( t-1300 )由此解得t=1407 c。

9、該溫度下的熔融渣仍然不大影響渣的流出。當爐內有 10 噸 1450 C 液態渣，再加入 8 噸 1300C 液態渣 時爐內的料會很快混合起來，那么混合后的溫度為 t 。由公式 Q=Cmt 進行計算，計算時仍按平均比熱1.3519KJ/ ( kg ? C)計算。10000 X( 1450-t ) =8000 x( t-1300 )由此解得t=1383 c。該溫度下的熔融渣就有可能影響渣的流 出，所以對于渣系相溫度較高的渣可適當增加加溫時間。具體低溫渣加入多少量不影響連續的巖棉生產主要看 一是爐渣的成 分組成二是爐內高溫渣的多少和新加入低溫 渣的多少，具體情況要經過 實際總結。電爐容量的確定。為不

10、影響連續出渣和盡可能降低影響 出渣口渣的 溫度變化， 電爐的加熱時間要短， 電爐保溫要好。如不考慮電爐的散熱， 8 分鐘應消耗電量 300KWh 那么電爐 的大概容 量：S=300/8 X 60=2250 （ KVA實際考慮散熱和延長加熱時間來綜合因素，電爐容量確定為 2500? 3200KVA 已是足夠。4.3 電爐生產能力4噸1300 c加熱時間是8分鐘左右，也就是說每小時可加熱一次，時長為 8 分鐘，但如延長加熱時間和增加爐體內 的渣量時也可適當 增加加入低溫渣的量，建議正常加溫時每 次加入低溫渣的量一般控制在 4? 6t/h, 最大量不要超過 8 噸， 每天的最大生產量按 160t/d

11、 （日加熱 時間 6? 10.7 小時）， 正常生產量 96t/d 。4.4 原材料技術條件電源電爐可采用 35KV 或 10KV 電源，安裝容量為 2500KVA 為 便于 控制在電爐操作臺上安裝電爐分合閘控制及信號。動力用電采用 0.4KV 電源，電源容量按照巖棉生產線的 用電設備總體考慮，電爐配套的動力用電設備主要為25/5t雙梁行車、電極加接單梁吊、電極升降等液壓站和爐體移動卷揚機，該部分總容量約 140KW電爐停送電控制電源從現有的220V直流電源引出一路。爐渣從現生產工藝環節中收取部分液態渣，要保證渣液中無大顆粒耐火材料等，以免影響續流出爐，每小時需量為4噸左右。加入的爐渣溫度不得

12、過低，否則直接影響添加溜槽的暢通。4.5 電爐主要參數（見表4）電爐主要參數表4序號名稱單位數量備注1電爐變壓器容量KVA25002一次側電壓KV35 (10)3一次側電流A41.24 (144.3)4二次電壓V130- 150-18011 級（5）5二次常用電壓V1506二次常用電流A9622.87調壓方式無載電動調壓8電源頻率Hz509電爐功率因數Cos八0.9210電極直徑mm350石墨11電極電流密度A cm21012電極極心圓直徑mm100013爐膛直徑mm360014爐膛深度mm160015爐殼直徑mm400016爐殼咼度mm220017電極工作仃程mm12005車間組成及布置車間

13、平面布置見附圖。經濟的方法，可考慮1臺電爐與兩條成棉生產線構為一個車間，車間長度和寬度主要依據巖棉生產線部分。電爐的具體布置見附圖。變壓器跨布置。共設 2層平臺，即土 0.0m、+5.0m，二層 平臺 的高度要結合巖棉生產線的情況來做最后決定。在電爐旁分別布置有爐變室、電爐控制室、液壓站等。6車間主要生產設備6.1渣包運輸系統 過跨軌道小車 一般來說，巖棉生產線要 建在出電爐車間的另一個車間，所以從鎳鐵冶煉電爐里出來的液態渣最好是通過保溫渣包運輸到巖棉生產線的車間，再用專用行車提起渣包將液態渣從加熱爐的頂部加料口加入爐內（為安全起見加低溫渣時 需停爐）。低溫渣加入專用行車行車為 25/5t A

14、6 級（具體根據渣包的重量配置），主要 是將低溫液態渣加入加熱爐內6.1.3 電極加接電動單梁吊。在電爐頂部設置 2t 單梁 吊，以起吊電極、下放電極和加接電極6.2 電爐的主要系統和構件水冷電纜是將電爐變壓器出線角形連接銅排到電爐銅瓦的導電 通水軟電 纜，其作用是將電能通過水冷電纜由變壓器角形連 接銅排送到銅瓦 上。每相的水冷電纜選用 2200mm 2，平均電 流密度約 2.18A/mm 2。銅瓦 每相電極銅瓦有兩塊，碟簧壓力環抱緊。銅瓦高度630mm ，銅瓦弧長 530mm ，整體為鑄造結構，通水電纜直接連接到銅瓦耳連接板上。銅瓦與石墨電極的連界面平均電流 密度為1.5A/cm 2。6.2

15、.3 壓力環。壓力環采用兩半的半開合結構，抱緊由 碟簧抱 緊，打開由油缸可碟簧的壓力打開下放電極。壓力環 的兩端和電極升 降油缸做球形連接，油缸直接吊裝在上部平 臺上。電極下放。電極下放和加接必須是電爐處于停電狀態， 并有可靠 的安全措施，方可下放。電極加接電動葫蘆夾緊上部，然后升起導電橫臂。加接 電極時， 用電極加接導電葫蘆提起欲加接的電極，緩緩起升 到短電極上部，點 動慢速下降將電極連接絲頭對接好點動下 降的同時旋動電極，旋轉的 力矩依據電極廠家標準。液壓系統電極升降及松開電極均采用液壓系統。液壓系統主要包括液壓站、蓄能器組、控制回路。液壓站包括：油泵、電機、調壓閥、單向閥、過濾 器、油箱

16、、溫 度計、壓力表、液位計、濾油器、加熱器、 冷卻器、蓄能器組。液壓站設兩套泵組，一用，一備。油泵采用恒壓變量柱塞泵，可靠、耐用、節能。油箱：有效容積 0.6m3 。系統工作壓力 12 14Mpa ，蓄能器充氣壓力 8-12Mpa液壓介質為 46# 抗磨液壓油。6.3 煙罩及爐體煙罩是收集并排除電爐冶煉過程中產生的大量煙氣和 爐塵的裝置， 也是爐料加入的地方。煙罩采用封閉矮煙罩， 煙罩蓋板可分瓣制作，運 輸到現場后進行安裝。它由水冷鋼 骨架、水冷蓋板、側壁等組成。從電 極極心圓外 400mm 向 圓心內的部分采用無磁不銹鋼，外部和側圈采用 普通鋼材 質。骨架和頂蓋均為水冷， 其上也噴涂高鋁耐火

17、澆注料。 煙 罩高 620mm ，設置三個觀察小門。 煙罩頂部設置三個電極和 加料口及 除塵煙管開孔。煙罩為圓形結構，煙罩頂部極心圓 外 400mm 以內全部 采用無磁不銹鋼制作水冷板，外圈采用 普通鋼水冷板，下部打結耐火澆 注料。爐體主要由耐火材料砌襯、鋼制爐殼和出鐵口組成。采 用圓形爐 殼，其鋼度大、結構緊湊，容易制作。爐殼由厚 度為 18mm 的厚鋼板和 縱橫向的 加勁板分數瓣焊接而成， 爐底板為水平板，采用厚度為 20mm 的鋼板，安裝在混凝土 基礎上的 48a 工字鋼排架上，通過工字鋼 排架可形成良好的 空氣通道以冷卻爐底。爐體設兩個出鐵口，一個維護 或備 用，另一個出爐。7 電爐輔

18、助配套部分7.1 電源及供電電爐車間的主要電氣設備有電爐變壓器、低壓配電柜及 操作臺等 生產車間主要動力設備為電爐控制液壓泵、雙梁 橋式吊車、電動單梁吊 車及檢修電源等，動力用電和照明用 電采用三相四線制供電。雙梁橋式吊車、電爐控制、電爐冷 卻水供水應按 2 級負荷的雙回路設計。電爐高壓停送電操作、保護系統及事故照明采用 220V 直流電源系 統。電爐變壓器用電由開關站 35KV 高壓電纜送至電爐變壓 器，保護系統加裝避雷器和阻容吸收裝置可防止過電壓損 壞電爐變壓 器。饋出柜保護選用微機保護裝置。饋出柜的 控制為本地和遠程兩地控 制，正常在操作臺操作，運行狀 態信號和保護回路送至電爐控制室信號 屏和開關站，便于 操作和監視設備運行狀態，并有效保護電爐在事故狀 態下 能夠瞬時跳閘，以保證事故范圍不再擴大。7.2 裝機容量電爐供電由 1 臺 2500KV 變壓器供電， 35 (10) KV 進線； 根據工 藝要求，三臺單相電爐變壓器組合連接為 Dd-0 接線方 式、強油水冷 卻、無載電動調壓共 11 級，可有效節能和防止 諧波的產生，并有較