項目概述：

      我公司于2014年5月承接福建鼎信鎳業(yè)有限公司新建3#4#100tEAF高阻抗煉鋼電弧爐項目，該項目于2014年10月建成投產(chǎn)。投產(chǎn)以來，設(shè)備運行穩(wěn)定可靠，各項技術(shù)指標(biāo)良好，已給客戶帶來可觀的經(jīng)濟效益。

工藝布置:

      電弧爐布置在冶煉跨,與車間為橫向布置,電爐為左操作形式。

主要功能：  

      煉鋼電弧爐是通過電極與廢鋼料間起弧把電能轉(zhuǎn)化成熱能對廢鋼加熱熔化，通過熔化期、氧化期（還原期）冶煉把廢鋼鐵變成下一步工序所需的鋼水。

      煉鋼電弧爐由爐體爐蓋組成封閉體，爐內(nèi)氣體氣氛可控、溫度可調(diào)，特別適合冶煉特種鋼。

設(shè)備配置：

     1）超高功率高阻抗電弧爐。公稱容量100t，變壓器功率90MVA，電抗器13.5MVar。

     2）爐門碳氧槍。

     3）爐壁氧槍(3+1)。

     4）出鋼方式：EBT+短出鋼槽。

     5）車載鋼包出鋼，出渣車接渣,二車同軌。

     6）爐蓋第四孔+半密罩除塵。

爐膛尺寸確定：

      電爐公稱容量100t。要求電爐平均出鋼量100t，冶煉周期70分鐘，.大出鋼量120t；偏心底出鋼，留鋼~20t。

爐子在全廢鋼冶煉時，按二次裝料，計算爐體容積，..次加廢鋼60%，第二次加廢鋼40%。

綜上所述來設(shè)計爐殼，主要尺寸如下：

    爐殼內(nèi)徑                    φ6300mm

    爐殼高度                    5265mm

    熔池直徑                    φ5560mm                        

    熔池深度                    1080 mm       泡沫渣層厚≥300mm

    爐底耐材厚度              600mm

工藝操作：                         

全廢鋼冶煉

      爐蓋旋開，用料罐將廢鋼加入爐子中，爐蓋旋回，電極下降，起弧熔化爐料，爐壁氧槍提供輔助能源。當(dāng)爐料溫度≥900℃，爐門氧槍吹氧助熔。視廢鋼料情況，再加入1~2罐爐料，當(dāng)爐料完全熔化形成熔清，即為熔化期冶煉。熔化期采用滿功率高電壓長弧操作。

      加入石灰等造渣材料，爐門碳氧槍噴吹碳粉強吹氧造泡沫渣，當(dāng)C、P達(dá)到規(guī)格下限，溫度合適，氧化期完成。

一般鋼種偏心底出鋼。打開偏心底出鋼機構(gòu)出鋼，留鋼15~20%，快速回傾；冶煉不銹鋼采用短出鋼槽出鋼。

修補出鋼口，加入引流沙，等待下一爐冶煉。

鐵水熱裝冶煉

      超高功率電弧爐煉鋼，通常加入30~40%的鐵水。加鐵水采用爐頂兌入方式。

其它冶煉操作同上。

電爐冶煉周期：

注：全廢鋼電爐平均冶煉周期為70min；加入40%鐵水電爐平均冶煉周期為55min

車間的生產(chǎn)工藝條件

產(chǎn)品大綱

      普鋼、普通取向硅鋼片(CGO)、高磁感取向硅鋼片(HiB)、高牌號無取向硅鋼片、400系不銹鋼。

冶煉條件

冶煉條件及要求

板坯連鑄機的主要參數(shù)

公輔介質(zhì)條件：

1  冷卻水系統(tǒng)

2  壓縮空氣系統(tǒng)

3  氧氣系統(tǒng)

4  氬氣系統(tǒng)

5 液壓系統(tǒng)

6  電力系統(tǒng)

6	電力條件
6.1	電壓等級
	1.高壓供電電壓	35kV±10％	電爐變壓器
	2.低壓供電電壓	額定380V/220V(±10%)
	3.電源頻率	50Hz±1%
	4.交流控制電壓	220V±5％
	5.高壓柜直流控制電壓	220V±5％	設(shè)備自帶
	6.直流控制電壓	24V±5％	設(shè)備自帶
	7.檢測元件電壓	24VDC	設(shè)備自帶
6.2	電爐用電容量
	高壓電35KV	容量：90MVA	允許超載20%
	動力電380V/220V	容量：450KW
	儀器儀表用電DC24V		由設(shè)備動力柜整流電源供電
	高壓柜直流控制電壓220V	40Ah	設(shè)備自帶直流屏供電

7 除塵系統(tǒng)

電爐第四孔爐內(nèi)氣體煙量：120000Nm3/h（標(biāo)態(tài)）；

煙氣溫度：1200~1450℃

煙塵成份：        

FeO+Fe2O3	CaO	MgO	MnO	Al2O3	其它
26.6%	35.3%	2.8%	6.7%	0.5%	28.1%

煙氣含塵粒度：

<0.1μm	0.1~0.5μm	0.5~1.0μm	1~10μm
48%	28%	10%	14%

煙氣成分：

CO	CO2、N2、O2
5%	95%

設(shè)備組成：

      100t煉鋼電弧爐成套設(shè)備包括機械設(shè)備和電氣設(shè)備。

      電弧爐成套機械設(shè)備分為主體設(shè)備、輔助設(shè)備。主體設(shè)備包括：爐體、水冷爐蓋、爐蓋升降及旋轉(zhuǎn)裝置、爐體傾動裝置、電極升降裝置、短網(wǎng)、液壓系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)；輔助設(shè)備包括：鋼水測溫儀、爐門碳氧槍系統(tǒng)、爐壁碳氧噴槍系統(tǒng)、出鋼車、鋼包底吹氣系統(tǒng)、EBT維修平臺、電極存放及接長裝置、加料系統(tǒng)。

      電氣設(shè)備包括:高壓配電設(shè)備、變壓器、低壓電氣設(shè)備及自動化控制系統(tǒng)、儀器儀控設(shè)備、冶金數(shù)學(xué)模型。

1 主體設(shè)備

1.1 爐體

一套組成：

上爐殼         1套

下爐殼         1套

爐門裝置       1套

出鋼機構(gòu)       1套

技術(shù)參數(shù)：

爐殼內(nèi)徑           φ6300mm

爐殼高度           5265mm

熔池直徑           φ5560mm                        

熔池深度           1080mm       

爐底耐材厚度       600mm

1.2 水冷爐蓋

一套組成：

大爐蓋                     1套

中心耐材爐蓋           1套

技術(shù)參數(shù)：

爐蓋直徑                φ7373mm

1.3 爐蓋提升和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)

一套組成：

旋轉(zhuǎn)架                     1套

爐蓋提升液壓缸        3套

提升裝置                  3套

回轉(zhuǎn)軸承                  1套

旋轉(zhuǎn)鎖定裝置            1套

立柱導(dǎo)輪                   12套

旋轉(zhuǎn)液壓缸                1套

立柱托架                   1套

技術(shù)參數(shù)：

旋轉(zhuǎn)角                    ~70°

爐蓋提升高度               550mm

爐蓋提升時間               ＜6s

1.4 爐體傾動裝置

一套組成：

傾動搖架及平臺             1套

固定底座                      2套

傾動油缸                      2套

水平支撐                      2套

旋轉(zhuǎn)支撐                      1套

行程開關(guān)                      1套

技術(shù)參數(shù)：

.大出鋼角度                 ＋20°；

.大出渣角度                 －15°

傾動速度                        0.2～1°/s

反向快速回傾速度           0.2～3°/s

1.5 電極升降裝置 

一套組成：

銅鋼復(fù)合導(dǎo)電橫臂      3套

導(dǎo)電夾頭                   3套

電極抱圈                   3套

電極夾緊缸                3套

電極升降立柱             3套

電極升降缸                3套

高壓軟管                   3套

絕緣件                      3套

行程開關(guān)                   6套

技術(shù)參數(shù)：

電極直徑                    Φ600mm（UHP）       

電極分布園                 Φ1200mm

電極.大行程              5600mm

電極升降速度

--- 自動                    6–9 m/min

--- 手動                    9–12 m/min

緊急提升相應(yīng)時間：  100 ms

1.6 短網(wǎng) 

一套組成：

導(dǎo)電銅管：                6根   每相兩根

水冷電纜：                12根   每相兩根

水冷補償器：              12根

安裝支架：                1套

絕緣件：                  3套

連接件：                  1套

技術(shù)參數(shù)：

阻抗..值                ≤0.65+j2.8mΩ（包括電極）

三相阻抗不平衡            ≤5%

水冷導(dǎo)電銅管及水冷電纜    ≤4.5A/ mm2

接觸電流密度              ≤0.15A/ mm2

導(dǎo)電銅排                   ≤1.1A/ mm2

1.7 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)包括以下設(shè)備：

液壓系統(tǒng)主要由三個部分組成：液壓泵站、控制閥臺和蓄能器及中間配管。

主要技術(shù)參數(shù)

工作介質(zhì)	水乙二醇
工作壓力	～14MPa
油箱容積：	5000L(不銹鋼)
主泵裝置：	恒壓柱塞變量泵，2+1臺（兩用一備）

1.8 冷卻水系統(tǒng)

一套組成：

進(jìn)水分配器                             1套

回水分配器                             1套

流量計                                   3臺

壓力變送器                             1只

測溫?zé)犭娮瑁≒t100）              1套

閥門                                      1套

技術(shù)參數(shù)：

冷卻水進(jìn)/回水壓力           0.6/0.3 MPa

冷卻水進(jìn)水溫度：           ＜35℃

冷卻水回水溫度：

--- 水冷包蓋                   ＜50℃

--- 橫臂電極夾頭            ＜50℃

--- 短網(wǎng)系統(tǒng)                   ＜50℃

冷卻水耗量：總量2200 m3/h

安保水

--- 壓力                  0.3 MPa

--- 耗量                 1000m3/h

1.9 動力氣體系統(tǒng)

一套系統(tǒng)組成：   

閥門站裝置包括總進(jìn)氣閥門、過濾器、減壓閥、油霧器及空氣凈化附件及動作用電磁閥和手動閥門。

數(shù)量：                     1套

技術(shù)參數(shù)：

壓力                        0.4~0.6 Mpa

耗量                        10 Nm3/h

1.10 集中潤滑系統(tǒng)

一套組成：

電動干油泵               1臺

分配器                     1套

管道及接頭               1套

支架                         1套

壓力操作閥               1套

控制操作箱               1套  

技術(shù)參數(shù)：

潤滑系統(tǒng)公稱壓力     30 MPa

2 輔助設(shè)備

2.1 鋼水測溫儀表

一套組成：

測溫儀表                       1套

測溫槍                          1桿

顯示用大屏幕及附件       1套

技術(shù)參數(shù)

測溫范圍                       1200～1800℃

測溫精度                       ±2℃

2.2 爐門碳氧槍系統(tǒng)

一套組成：

碳-氧噴槍機械手           1套

機械手液壓站               1套

冷卻水                         1套

氧氣系統(tǒng)                     1套

噴粉系統(tǒng)                     1套

技術(shù)參數(shù)

氧氣流量                   3000Nm3/h

噴碳粉能力                 20～60kg/min

壓縮空氣消耗               160 Nm3/min

2.3 爐壁集束氧槍

一套組成：

氧氣噴槍                   4套

碳粉噴槍                   3套

冷卻水                      1套

氧氣系統(tǒng)                   1套

噴粉系統(tǒng)                   1套

技術(shù)參數(shù)

氧氣流量                   4x3000Nm3/h

噴碳粉能力                20～60kg/min

壓縮空氣消耗             160 Nm3/min

2.4 出鋼車

一套組成：

車架體                       1套

車輪裝置                    4套

稱重傳感器                 4件

驅(qū)動單元                    1套

  --- 電動機                 1套

  --- 減速機 （硬齒面）1套

  --- 制動器                 1套

緩沖裝置                    4件

電纜卷筒                    1套

氬氣卷筒                    1套

事故牽引輪                  1套

限位開關(guān)                    1套

聲光報警器                  1套

技術(shù)參數(shù)：

.大承載能力               200t

車輪直徑                    ～Φ1000mm

電機功率                     33Kw（暫定）

運行速度                     2~20 m/min。

停止精度：                  ±10mm

2.5 鋼包吹氬氣系統(tǒng)

一套組成：   

減壓閥、過濾器                 1套

質(zhì)量流量控制器                 1套

高壓旁吹系統(tǒng)                    1套

技術(shù)參數(shù)：

進(jìn)氣壓力：                       1.6 Mpa

氬氣流量：                       2.7 ~12 Nm3/h

2.6 爐底吹氬系統(tǒng)

 一套組成：

 流量測量調(diào)節(jié)系統(tǒng)             3套（質(zhì)量流量控制器）

  壓力檢測                         3套

  事故流量檢測                   3套

  閥門及管道                      1套

2.7 EBT維修平臺

一套組成：   

    EBT維修平臺               1套

    支撐架                        1套

    旋轉(zhuǎn)裝置                     1套

2.8 電極接長裝置

一套組成：

    電極桶及夾持裝置          4個

技術(shù)參數(shù)：

電極桶直徑                ~Φ600mm

3 電氣設(shè)備

3.1高壓供電系統(tǒng)

組成：

高壓柜主要包含：（柜型采用KYN61-40.5型鎧裝全封閉移開式）

進(jìn)線PT柜                         1面

真空斷路器柜                   1面

阻容保護(hù)柜                      1面

技術(shù)參數(shù)：

隔離手車

--型號           GL-352000A

--額定電壓    35kV

--額定電流    2000A

--操作方式    手動

真空斷路器

--型號               3AH4305(西門子)

--機械壽命         12萬次

--型式               手車式

--操作方式        彈簧操作機構(gòu)

--額定電壓         35kV

--額定電流        2000A

--控制電源（直流屏）DC220V

電流互感器

--額定電壓     35kV

--額定值        2000A/5A/5A（雙繞組）

--容量           100VA.0.2級用于測量

                    100VA.B級用于保護(hù)

氧化鋅避雷器

--型式                  組合式

--系統(tǒng)額定電壓     35kV

--避雷器額定電壓  41kV

阻容吸收器

--型式                  組合式

--電阻：               約100Ω（無感電阻）

--電容：               每相約0.1~0.2μF

高壓主回路計量和保護(hù)回路

基本組成：

a.高壓柜上裝有：

3個初級電壓表；3個初級電流表；

微機綜合保護(hù)裝置(南瑞產(chǎn)品)；

3.2 電爐變壓器

技術(shù)參數(shù)：

        額定容量：        90MVA（可超載20%）

        冷卻方式：        OFWF

        一次電壓：       35kV（工頻）

        一次電流：        1485A      

        二次電壓：        1030-705-450V，19級有載調(diào)壓

        二次額定電流：  73710A

        絕緣水平：        LI200AC85/ AC5

        阻抗電壓：        7.5～8%

3.3 低壓電氣系統(tǒng)

低壓電氣系統(tǒng)主要包括:

低壓動力柜                          1臺

液壓控制柜                          1臺

爐體控制PLC柜                     1臺（含Siemens S7-400 PLC 1套）

電極調(diào)節(jié)PLC柜                     1臺（含Siemens S7-400 PLC 1套）

主操作臺                             1臺（不銹鋼面板）

計算機臺                             1臺（工程師站2臺）

爐前操作臺                         1臺

爐后操作臺                         1臺

液壓操作箱                         1臺

UPS電源                             1套

現(xiàn)場檢測儀表                      1套

傳感器                               1套

限位開關(guān)                            1套

3.4 自動化控制系統(tǒng)

      自動化控制系統(tǒng)采用儀、電及計算機一體化并面向工藝的設(shè)計思想，充分考慮系統(tǒng)的完整性和配套的合理性，滿足工藝功能要求，系統(tǒng)按二級水平設(shè)計，既基礎(chǔ)自動化和過程控制；主要由兩套西門子公司S7-400系列PLC和二套工控機組成，工控機作為工程師站（上位監(jiān)控計算機），內(nèi)裝有應(yīng)用軟件WinXP及組態(tài)軟件WinCC，主要完成電弧爐整個生產(chǎn)流程及重要設(shè)備的運行狀態(tài)及參數(shù)監(jiān)控；PLC1為爐體控制PLC，PLC2為電極調(diào)節(jié)器控制PLC，通過網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)卡及其它通訊附件組成工業(yè)以太網(wǎng)。

3.4.1 爐體PLC基本配置(PLC1)

PLC1可編程控制器 S7-400			1套
1	安裝機架（UR1）	6ES7 400-1TA01-0AA0	2套
2	電源模塊(10A)	6ES7 407-0KA01-0AA0	2套
3	CPU414-2DP	6ES7 414-2XK05-0AB0/V5.3	1套
4	存儲器卡	6ES7 952-0KH00-0AA0	1套
5	工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊	6GK7 443-1EX20-0XE0/V2.0	1套
6	后備電池	6ES7 971-0BA00	2套
7	接口模板IM460-0	6ES7 460-0AA01-0AB0	1套
8	接口模板IM461-0	6ES7 461-0AA01-0AA0	1套
9	數(shù)字量輸入模塊	6ES7 421-1BL01-0AA0	1套
10	數(shù)字量輸出模塊	6ES7 422-1BL00-0AA0	1套
11	模擬量輸入模塊	6ES7 431-7QH00-0AB0	1套
12	模擬量輸出模塊	6ES7 432-1HF00-0AB0	1套
13	IM461-0終端連接器	6ES7 461-0AA00-7AA0	1套
14	468-1連接電纜	6ES7 468-1BB50-0AA0	1套

3.4.2 電極調(diào)節(jié)器PLC基本配置(PLC2)

PLC1可編程控制器 S7-400			1套
1	安裝機架（UR2）	6ES7 400-1JA01-0AA0	1套
2	電源模塊(4A)	6ES7 407-0DA01-0AA0	1套
3	CPU414-2DP	6ES7 414-2XK05-0AB0/V5.3	1套
4	存儲器卡	6ES7 952-0KH00-0AA0	1套
5	工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊	6GK7 443-1EX20-0XE0/V2.0	1套
6	后備電池	6ES7 971-0BA00	1套
7	數(shù)字量輸入模塊	6ES7 421-1BL01-0AA0	1套
8	數(shù)字量輸出模塊	6ES7 422-1BL00-0AA0	1套
9	模擬量輸入模塊	6ES7 431-7QH00-0AB0	1套
10	模擬量輸出模塊	6ES7 432-1HF00-0AB0	1套

3.4.3 工程師站基本配置(ES)

硬件配置：

ES工程師站  型號為IPC-610H			2套
1	主處理器	PⅣ3.0GHZ
2	內(nèi)存	4GB
3	硬盤	500G
4	光驅(qū)	40X
5	顯示器	22″三星LED液晶顯示器	2套

軟件配置：

應(yīng)用軟件	WINCC V6.2，STEP7 V5.4	2套
系統(tǒng)軟件	WinXP	2套

功能說明：

軟件采用圖形界面，模塊結(jié)構(gòu)多畫面切換，方便、快捷、直觀。

上位監(jiān)控計算機可進(jìn)行多功能、多組態(tài)的過程監(jiān)視及過程控制，并有多幅監(jiān)控畫面和報警畫面等?？扇轿坏谋O(jiān)控整個生產(chǎn)流程及各重要部位的狀態(tài)。對水、氣的溫度、流量，弧壓、弧流、電弧、功率等重要變量的趨勢圖、棒圖進(jìn)行及時顯示。

電弧爐設(shè)備總體模擬

高壓供電系統(tǒng)模擬

變壓器運行及保護(hù)模擬

電極升降控制系統(tǒng)模擬

液壓泵站、閥站控制系統(tǒng)模擬

水冷系統(tǒng)模擬

實時報警及歷史報警表

3.5 接地系統(tǒng)要求

     為確保系統(tǒng)不受干擾，可靠運行，本系統(tǒng)有以下幾種接地：

1）三相五線制電源地：N0接地電阻小于10Ω；

     所有～220V電源地零線接N點。

2）保護(hù)地：PE。接地電阻小于4Ω。

     所有用電設(shè)備（包括PLC、控制柜、操作臺等的外殼接PE）。

3）信號地：TE。接地電阻小于1Ω。

     PLC、計算機輸入信號地屏蔽層接TE。

傾動搖架安裝中：

傾動平臺安裝中：

回轉(zhuǎn)支承安裝中：

水冷電纜安裝中：

爐體總裝中：

傾爐調(diào)試中：

電爐冶煉中：

操作主畫面

爐體動作

加料系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)

碳氧槍控制