鋼包精煉爐(LF)工藝與自動化技術(shù)

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1、鋼包精煉爐（LF）工藝設(shè)備與自動化技術(shù)現(xiàn)代煉鋼工藝流程LF設(shè)備冶金功能設(shè)備組成基礎(chǔ)自動化過程自動化鋼包精煉爐鋼包精煉爐的冶金功能脫硫：加入脫硫劑升溫：電弧加熱脫氧、合金化：加入脫氧劑加入合金元素均勻成分和溫度：吹氬攪拌脫除非金屬夾雜物：吹氬攪拌夾雜物改性：喂Ca線，與Al2O3形成12CaO.7Al2O3的球形夾雜物。吹氬攪拌脫氧劑、合金精煉渣發(fā)泡劑擋渣出鋼脫氧劑改質(zhì)劑LF精煉工藝流程由于鋼包與爐蓋密封，隔離空氣，加熱時石墨電極與渣中FeO、MnO等反應(yīng)生成CO氣體，使LF爐內(nèi)氣氛中氧分壓減少，屬于還原氣氛。鋼液在還原條件下

2、，有利于脫氧、脫硫及去除非金屬夾雜。鋼包精煉爐的冶金手段爐內(nèi)處于還原氣氛從鋼包底部吹入氬氣，在浮力作用下，氬氣泡上浮，帶動鋼水上下循環(huán)流動，從而加速鋼—渣之間物質(zhì)傳遞，有利于鋼液脫氧、脫硫反應(yīng)。使鋼水成分和溫度均勻。吹氬可以加速非金屬夾雜物碰撞長大，增加上浮速度，有利于去除夾雜物。鋼包精煉爐的冶金手段底吹氬氣攪拌LF爐三根電極插入渣層中進(jìn)行埋弧加熱，這種方法輻射散熱小，對爐襯有保護(hù)作用，熱效率高，浸入渣中石墨與渣中氧化物反應(yīng)為：C+FeO=Fe+COC+MnO=Mn+CO2C+WO2=W+2CO5C+V2O5=2V+5CO上

3、述反應(yīng)不僅提高了渣的還原性，而且還提高合金回收率，生成CO使LF爐內(nèi)氣氛更具還原性。鋼包精煉爐的冶金手段埋弧加熱LF爐白渣以CaO-CaF2或CaO-Al2O3-SiO2為主要成分，渣對鋼液中氧化物吸附和溶解，達(dá)到脫氧效果。LF爐由于有溫度補(bǔ)償，吹氬強(qiáng)烈攪拌，隨渣中堿度提高，硫的分配比增大，可煉出低硫鋼或超低硫鋼。鋼包精煉爐的冶金手段還原渣精煉鋼包精煉爐設(shè)備功能鋼水運(yùn)轉(zhuǎn)?鋼包車系統(tǒng)鋼水升溫?加熱系統(tǒng)造渣、合金化?加料系統(tǒng)均勻成分和溫度、脫除夾雜物?吹氬系統(tǒng)喂Ca線(夾雜物改性)?喂絲系統(tǒng)鋼包車系統(tǒng)鋼包車，變頻電機(jī)驅(qū)動定位控制

4、吊包位喂絲位加熱位三個工位、共7個限位開關(guān)加熱系統(tǒng)高壓供電(變壓器、真空開關(guān)、繼電保護(hù))電極升降爐蓋、電極旋轉(zhuǎn)液壓站水冷系統(tǒng)液壓站液壓動作表液壓動作表高壓供電高壓供電1高壓母線；2隔離開關(guān)；3高壓斷路器；4電抗器；5電抗器短爐開關(guān)；6電弧爐變壓器；7電極；8電?。?金屬變壓器變壓器原理圖(單相)電弧爐等效電路加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)爐蓋控制水冷系統(tǒng)水溫檢測水壓檢測流量監(jiān)測水冷系統(tǒng)加料系統(tǒng)加料系統(tǒng)喂絲系統(tǒng)吹氬系統(tǒng)LF自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)自動化1.電極升降控制2.吹氬控制3.加料稱量控制4.鋼包車定位控制5.高壓系統(tǒng)控制6.變壓器調(diào)檔控制7.

5、液壓站控制8.水冷檢測9.輔助控制鋼包精煉爐的基礎(chǔ)自動化電極升降控制控制策略的分析與比較電極控制策略概述控制策略的選擇兩種恒阻抗控制策略的比較電極控制策略概述電極控制的最終目的是想通過控制電弧的弧長來調(diào)節(jié)電弧電流，而弧長在工業(yè)現(xiàn)場是無法檢測到的，所以提出以下三種控制策略，這些控制策略實(shí)質(zhì)上都是控制電弧的弧長。1In是給定電弧電流，I是實(shí)測電弧電流。通過調(diào)節(jié)電流偏差，使e?0，滿足恒電流控制的要求。恒電流控制2Pn是功率設(shè)定值，P是當(dāng)前狀態(tài)的實(shí)際功率值。其中，恒功率控制3KU、KI－電弧電壓、電流檢測環(huán)節(jié)設(shè)定的常值，由變壓器檔

6、位和設(shè)定電弧電流值決定。U、I－電弧電壓和電弧電流。恒阻抗控制當(dāng)e＝0時，控制策略的選擇在生產(chǎn)過程中，為了節(jié)約能源，減少噸鋼的電耗，減少電極消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，需要在不同的冶煉階段采取不同的弧功率值，并保持恒定。即要求電極調(diào)節(jié)器具有抗干擾性強(qiáng)，調(diào)節(jié)迅速、靈敏的特點(diǎn)。通過選擇適當(dāng)?shù)碾姌O控制策略，就會達(dá)到此目的并獲得滿意的效果。提高產(chǎn)品質(zhì)量節(jié)約能源減少噸鋼電耗減少電極消耗電極調(diào)節(jié)器抗干擾性強(qiáng)調(diào)節(jié)迅速靈敏優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)器具有足夠高的靈敏度，電網(wǎng)內(nèi)的電流比較平穩(wěn)，輸入爐內(nèi)的功率也很平穩(wěn)，耗費(fèi)在變壓器中的電能比較小。缺點(diǎn)：（1）在單獨(dú)使用

7、恒電流調(diào)節(jié)時，不能在所有情況下都保證高度的自動程度；（2）在某些場合下，不能以純粹的恒電流調(diào)節(jié)器的形式出現(xiàn)，而必須伴隨有弧電壓信號。（3）在該原則方式下工作的三相電極調(diào)節(jié)器沒有自動解耦的特性。恒電流控制恒功率控制在兩種截然不同的電流下（A，B兩點(diǎn)），其所產(chǎn)生的電弧功率卻是相同的。若電弧爐在點(diǎn)弧階段即電極短路時（相當(dāng)于C點(diǎn)），調(diào)節(jié)器能將電極引至相當(dāng)于B點(diǎn)的位置，而不是A點(diǎn)。但從效率、功率因數(shù)及變壓器負(fù)荷的觀點(diǎn)來看，工作在A點(diǎn)要比B點(diǎn)更符合要求，因此一般情況下不選擇恒功率控制。恒阻抗控制恒阻抗原則適合于任何型式爐子的主回路，并且

8、在一切情況下，都能保證調(diào)節(jié)過程的高度自動程度。用恒阻抗原則調(diào)節(jié)時當(dāng)一相電極受到擾動，它的提升或下降，對其它兩相處于平衡狀態(tài)的電極的弧流、弧壓的影響可以忽略不計(jì)，三相電極調(diào)節(jié)器之間基本上實(shí)現(xiàn)了自動解耦，這是電流調(diào)節(jié)原則所不能達(dá)到的；當(dāng)兩相或三相電極受到擾動時，恒阻抗調(diào)節(jié)原則的抗干擾能力較恒電