專利名稱：節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備。
技術(shù)背景礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐。它主要用于還原冶煉礦石，碳質(zhì)還原劑及溶劑等原料。主要生產(chǎn)硅鐵，錳鐵，鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等鐵合金，是冶金工業(yè)中重要工業(yè)原料及電石等化工原料。其工作特點(diǎn)是采用碳質(zhì)或鎂質(zhì)耐火材料作爐襯，使用自培電極，電極上部有壓力環(huán)，利用液壓提起或放下電極，也可控制電極插入原料的深度.電極插入爐料進(jìn)行埋弧操作，利用電弧的能量及電流通過(guò)爐料的、因爐料的電阻而產(chǎn)生能量來(lái)熔煉金屬，陸續(xù)加料，間歇式出鐵渣，連續(xù)作業(yè)的一種工業(yè)電爐。然而，電弧電爐由于受到短網(wǎng)、操作電流電壓、爐料和冶煉方法等諸多因素的影響，運(yùn)行自然功率因數(shù)普遍較低。另外，由于短網(wǎng)長(zhǎng)度不等，將引起短網(wǎng)末端電壓不平衡，導(dǎo)致三相電極不能平衡作功，爐內(nèi)功率中心、熱力中心和爐膛中心不能重合，熔池的理論形狀較難保證。這就像普通的三角形，它的內(nèi)心、重心、垂心不在一起，沒(méi)有重合，這些因素將使?fàn)t況不能保持長(zhǎng)周期穩(wěn)定，最終導(dǎo)致電弧電爐綜合熱效率低，能耗上升，經(jīng)濟(jì)效益得不到充分發(fā)揮。為了獲得一個(gè)理想的冶煉爐況，通常在設(shè)備上采取短網(wǎng)同相逆并及縮短短網(wǎng)的方法，盡可能的減少短網(wǎng)及電極上的阻抗壓降，通過(guò)提高自然功率因數(shù)來(lái)提高入爐有功功率， 達(dá)到改善冶煉爐況的目的；在冶煉工藝上采用調(diào)整爐料配比及強(qiáng)壓電極(讓電爐變過(guò)載運(yùn)行)等方法來(lái)提高爐內(nèi)有功功率，達(dá)到改善冶煉爐況的目的。上述方法在改善爐況方面雖有一定效果，但也造成了一定負(fù)面后果。如強(qiáng)壓電極， 讓電爐變過(guò)載運(yùn)行(有些廠家電爐變過(guò)載50% )將會(huì)加速變壓器內(nèi)部絕緣老化，大大降低變壓器的使用壽命；由于強(qiáng)壓電極會(huì)引起變壓器電流增加，導(dǎo)致自然功率因數(shù)更低，系統(tǒng)無(wú)功損耗加大，能耗上升；前移變壓器縮短短網(wǎng)(有些廠家甚至將電爐變幾乎推至冶煉爐罩上)，由于變壓器越靠近爐體吸收的輻射熱也越多，必然影響變壓器出力及使用壽命。因此， 上述方法即不科學(xué)又不經(jīng)濟(jì)，但為了滿足生產(chǎn)需要也只能如此。多年以來(lái)，電弧電爐的建設(shè)及運(yùn)行技術(shù)基本停留在建國(guó)初期的技術(shù)水平上，雖然在容量上已逐步變大，但在節(jié)能及冶煉工藝技術(shù)方面沒(méi)有大的創(chuàng)新和發(fā)展。電弧電爐系列， 早在90年代國(guó)內(nèi)就已經(jīng)開(kāi)始研究在電爐變低壓側(cè)，對(duì)電弧電爐進(jìn)行低壓無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)。由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造低電壓電力電容器技術(shù)不成熟，低壓無(wú)功功率補(bǔ)償是通過(guò)在電爐變低壓側(cè)增設(shè)升壓變壓器，將低壓升高后再利用高壓電力電容器進(jìn)行補(bǔ)償。另一辦法是， 在電爐變中增設(shè)中壓補(bǔ)償繞組，將高壓電力電容器接至中壓繞組對(duì)電石爐系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。 這些方法雖有一定的補(bǔ)償效果，但由于設(shè)備投資過(guò)大，一般企業(yè)很難承受，使低壓無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)研究受阻較大，發(fā)展速度緩慢。近幾年以來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造低電壓電力電容器技術(shù)的成熟。國(guó)內(nèi)個(gè)別公司開(kāi)始加緊研發(fā)電弧電爐低壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，并在從變壓器二次側(cè)提高網(wǎng)端功率因數(shù)方面取得了較明顯的效果，使電爐變的負(fù)載率明細(xì)降低，但在提高入爐功率及改善爐況降低能耗方面尚沒(méi)有突破性進(jìn)展。 發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種提高入爐功率及確保爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備。一種節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備，包括冶煉電極、工作短網(wǎng)、補(bǔ)償短網(wǎng)、低壓補(bǔ)償裝置、變壓器及高壓補(bǔ)償裝置。變壓器的一次側(cè)與高壓補(bǔ)償裝置電性連接，變壓器的二次側(cè)通過(guò)工作短網(wǎng)與冶煉電極電性連接。冶煉電極還通過(guò)補(bǔ)償短網(wǎng)與低壓補(bǔ)償裝置電性連接，以將冶煉電極上的電壓提高，進(jìn)而增加冶煉電極的有功功率。優(yōu)選的，補(bǔ)償短網(wǎng)包括銅管，銅管通過(guò)水冷電纜分別與冶煉電極、低壓補(bǔ)償裝置電性連接。優(yōu)選的，低壓補(bǔ)償裝置包括低壓電容器組，低壓電容器組回路中加裝有避雷器或過(guò)電壓保護(hù)器等電氣設(shè)備。優(yōu)選的，低壓補(bǔ)償裝置經(jīng)過(guò)防灰塵處理。優(yōu)選的，低壓電容器組控制回路中設(shè)置有斷路器，用以提高電容器投退時(shí)的可靠性和安全性。利用上述節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備及短網(wǎng)低壓無(wú)功功率補(bǔ)償方法進(jìn)行生產(chǎn)，由于將低壓補(bǔ)償裝置補(bǔ)償?shù)揭睙掚姌O的最末端，這樣最高限度的提高冶煉電極的電壓，把最需要的無(wú)功送給最需要冶煉電極上，如此在通過(guò)提高自然功率因數(shù)使網(wǎng)端功率因數(shù)得到提高的同時(shí)，使變壓器的有功利用率大幅度提高，進(jìn)而有效避免變壓器過(guò)載運(yùn)行所造成的設(shè)備老化損失，且能保證在變壓器不過(guò)載的情況下滿足節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備生產(chǎn)需求的入爐功率， 從而增加了冶煉產(chǎn)量。

附圖1是一較佳實(shí)施方式的節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖中節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備10、冶煉電極11、工作短網(wǎng)12、補(bǔ)償短網(wǎng)13、低壓補(bǔ)償裝置14、變壓器15、高壓補(bǔ)償裝置16、爐體1具體實(shí)施方式
如圖1所示，節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備10包括冶煉電極11、工作短網(wǎng)12、補(bǔ)償短網(wǎng)13、 低壓補(bǔ)償裝置14、變壓器15、高壓補(bǔ)償裝置16及爐體17。變壓器15的一次側(cè)與高壓補(bǔ)償裝置16電性連接，變壓器15的二次側(cè)通過(guò)工作短網(wǎng)12與冶煉電極11電性連接。冶煉電極11還通過(guò)補(bǔ)償短網(wǎng)13與低壓補(bǔ)償裝置14電性連接，以將冶煉電極11上的電壓提高，進(jìn)而增加冶煉電極的有功功率。其中補(bǔ)償短網(wǎng)13包括銅管，銅管通過(guò)水冷電纜分別與冶煉電極11、低壓補(bǔ)償裝置14電性連接，如此通過(guò)水冷卻方式解決冶煉電極11溫度高、冶煉電極11上下移動(dòng)等問(wèn)題。低壓補(bǔ)償裝置14包括低壓電容器組以及保護(hù)電容器所需要的熔斷器、空開(kāi)等，低壓電容器組回路中加裝有避雷器或過(guò)電壓保護(hù)器等電氣設(shè)備，防止因過(guò)電壓而對(duì)低壓補(bǔ)償裝置14造成其它損壞；進(jìn)一步的，低壓電容器組控制回路中設(shè)置有斷路器，用以提高電容器投退時(shí)的可靠性和安全性；提高滅弧能力。另外，低壓補(bǔ)償裝置14經(jīng)過(guò)防灰塵處理，例如利用密閉性好的柜子收容低壓補(bǔ)償裝置14，以防止因灰塵進(jìn)入電氣元件觸點(diǎn)，影響電氣原件的導(dǎo)電能力，以及在大電流通過(guò)時(shí)可能會(huì)引起觸點(diǎn)發(fā)熱，導(dǎo)致觸點(diǎn)燒毀等事故的發(fā)生。另外，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)監(jiān)控低壓補(bǔ)償裝置14，計(jì)算機(jī)根據(jù)電壓、功率因數(shù)、有功功率等來(lái)跟蹤調(diào)節(jié)無(wú)功容量，以達(dá)到最佳補(bǔ)償效果；進(jìn)一步的也可以通過(guò)人工控制投切低壓補(bǔ)償裝置 14。在利用節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備10進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，需要注意的是在保證節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備10的爐況完全正常情況下，再將低壓補(bǔ)償裝置14中的低壓電容器組手動(dòng)依次投入， 低壓電容器組投入后一直運(yùn)行，不隨冶煉變負(fù)荷變化而變化，取消自動(dòng)投切功能。如此，防止因低壓電容器組頻繁投退而引起操作過(guò)電壓和諧波過(guò)電壓，而損壞接觸器、保險(xiǎn)等電器元件。利用上述節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備10及短網(wǎng)低壓無(wú)功功率補(bǔ)償方法進(jìn)行生產(chǎn)，由于將低壓補(bǔ)償裝置14補(bǔ)償?shù)揭睙掚姌O11的最末端，這樣最高限度的提高冶煉電極11的電壓，把最需要的無(wú)功送給最需要冶煉電極11上，如此在通過(guò)提高自然功率因數(shù)使網(wǎng)端功率因數(shù)得到提高的同時(shí)，使變壓器15的有功利用率大幅度提高，進(jìn)而有效避免變壓器15過(guò)載運(yùn)行所造成的設(shè)備老化損失，且能保證在變壓器15不過(guò)載的情況下滿足節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備10生產(chǎn)需求的入爐功率，從而增加了冶煉產(chǎn)量。進(jìn)一步的，可以解決三相短網(wǎng)長(zhǎng)度不等所引起的冶煉電極三相作功不平衡問(wèn)題，使?fàn)t內(nèi)功率中心、熱力中心和爐膛中心實(shí)現(xiàn)重合，就像正三角形一樣，它的垂心、重心、內(nèi)心完全重合，熔池達(dá)到理論形狀，為使冶煉操作創(chuàng)造良好的輔助作用。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備，包括冶煉電極、工作短網(wǎng)、變壓器及高壓補(bǔ)償裝置，其特征在于該節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備還包括補(bǔ)償短網(wǎng)、低壓補(bǔ)償裝置；變壓器的一次側(cè)與高壓補(bǔ)償裝置電性連接，變壓器的二次側(cè)通過(guò)工作短網(wǎng)與冶煉電極電性連接；冶煉電極還通過(guò)補(bǔ)償短網(wǎng)與低壓補(bǔ)償裝置電性連接，以將冶煉電極上的電壓提高，進(jìn)而增加冶煉電極的有功功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備，其特征在于補(bǔ)償短網(wǎng)包括銅管，銅管通過(guò)水冷電纜分別與冶煉電極、低壓補(bǔ)償裝置電性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備，其特征在于低壓補(bǔ)償裝置包括低壓電容器組，低壓電容器組回路中加裝有避雷器或過(guò)電壓保護(hù)器等電氣設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備，其特征在于低壓補(bǔ)償裝置經(jīng)過(guò)防灰塵處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備，其特征在于低壓電容器組控制回路中設(shè)置有斷路器，用以提高電容器投退時(shí)的可靠性和安全性。
專利摘要一種節(jié)能型硅鐵冶煉設(shè)備，包括冶煉電極、工作短網(wǎng)、補(bǔ)償短網(wǎng)、低壓補(bǔ)償裝置、變壓器及高壓補(bǔ)償裝置。變壓器的一次側(cè)與高壓補(bǔ)償裝置電性連接，變壓器的二次側(cè)通過(guò)工作短網(wǎng)與冶煉電極電性連接。冶煉電極還通過(guò)補(bǔ)償短網(wǎng)與低壓補(bǔ)償裝置電性連接，以將冶煉電極上的電壓提高，進(jìn)而增加冶煉電極的有功功率。
文檔編號(hào)C22B4/08GK201952469SQ20112004385
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者劉成平, 宣儉, 李滿素, 麥連祥 申請(qǐng)人:寧夏天凈天達(dá)冶金有限公司