25500kva大型鎳鐵礦熱爐工程論證報告2010-02-05

福建鼎信實業(yè)有限公司25500KVA大型鎳鐵礦熱爐關鍵技術工程化可行性研究四川大學二一年二月四川成都福建鼎信實業(yè)有限公司25500KVA大型鎳鐵礦熱爐關鍵技術工程化可行性研究課題負責人袁熙志參加編制人員李仲愷馬虹周若愚馮博四川大學二一年二月四川成都目錄1總論111項目背景112主要研究依據(jù)313主要研究內(nèi)容314主要研究結論要點32國內(nèi)外鎳鐵礦熱爐技術現(xiàn)狀621國內(nèi)外銅鎳精礦礦熱爐技術現(xiàn)狀622國外氧化鎳礦（紅土礦）生產(chǎn)鎳鐵的礦熱爐技術現(xiàn)狀103電爐變壓器技術參數(shù)的選擇1431礦熱爐變壓器的技術要求1432國外冶煉紅土礦的鎳鐵礦熱爐變壓器二次電壓選擇1533國內(nèi)外銅鎳精礦礦熱爐變壓器二次電壓選擇1534鎳鐵礦熱爐變壓器參數(shù)1835鎳鐵礦熱爐變壓器選擇194鎳鐵礦熱爐工藝技術參數(shù)比選2141國外冶煉紅土礦的鎳鐵礦熱爐工藝技術參數(shù)2142礦熱爐工藝技術參數(shù)215電極把持器關鍵技術選擇2351電極把持器的基本結構2352電極把持器的基本結構2353電極把持器的種類2454存在的問題及原因3055電極把持器的選擇356鎳鐵電爐爐體長壽關鍵技術選擇4261礦熱爐爐體4262礦熱爐爐底4263礦熱爐爐墻結構4764各層磚襯理化性能4765爐底鎳鐵水凝固等溫線位置5066該技術方案的特點547鎳鐵電爐物料與能量平衡分析5571物料平衡計算5572熱平衡計算6973熱裝法冶煉鎳鐵節(jié)能計算761總論11項目背景青山控股集團有限公司是青山鋼鐵董事局麾下一家主要從事不銹鋼及相關產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售的全國無區(qū)域企業(yè)，它起步于二十世紀八十年代，發(fā)展于九十年代。集團公司注冊資本三億二千萬元人民幣，現(xiàn)企業(yè)總資產(chǎn)人民幣46億元，員工4000余人。2009年，企業(yè)年產(chǎn)量達83萬多T，總產(chǎn)值達到121億元，利稅達10億元，在國內(nèi)不銹鋼行業(yè)處于領先地位。集團公司現(xiàn)下轄浙江青山鋼鐵有限公司、浙江瑞浦機械有限公司、福建鼎信實業(yè)有限公司、河南青山金匯不銹鋼產(chǎn)業(yè)有限公司、河南青浦合金材料有限公司、清遠市青山不銹鋼有限公司、松陽青山不銹鋼有限公司等10余家直屬企業(yè)。生產(chǎn)基地跨越浙江、福建、上海、廣東、河南等地；并在廣西、江蘇等地有多家合資或合作的與不銹鋼生產(chǎn)有關聯(lián)的企業(yè)。集團公司在國內(nèi)外建有完善的營銷網(wǎng)絡，在溫州、上海、無錫、佛山設有直屬銷售公司，銷售渠道遍布全國并躋身東南亞、歐美等國際市場。主要產(chǎn)品有不銹鋼連鑄、棒線材、板帶鋼、型鋼、鎳鐵等，產(chǎn)品廣泛應用于石油、化工、機械、電力、汽車、造船、航空航天、食品、制藥和裝潢等領域。企業(yè)技術裝備精良、工藝流程先進、質(zhì)量控制手段完善。先后通過國內(nèi)外一系列質(zhì)量體系認證，擁有當前國際、國內(nèi)領先水平的煉鋼、連鑄、連軋、穿孔等設備，并建有技術先進的研發(fā)中心和設施完善的產(chǎn)品測試中心，在2008年獲得中國合格評定國家認可委員會（CNAS）實驗室認可證書。此外，企業(yè)還擁有國外進口的大噸位冶煉設施、全自動冶煉控制系統(tǒng)、裝備先進的大方圓坯連鑄機及國內(nèi)同行領先的特鋼棒線材連軋生產(chǎn)線等。集團連續(xù)數(shù)年榮膺中國民營企業(yè)500強、中國制造業(yè)500強、中國黑色冶金及壓延加工業(yè)500強、浙江省百強企業(yè)、浙江省制造業(yè)百強、浙江省百強民營企業(yè)；并被評選為2008年中國民營科技企業(yè)500強、思源工程先進單位、“139富民攻堅計劃”先進集體；企業(yè)注冊并使用的“青特”商標被認定為浙江省著名商標；公司還是中國金屬協(xié)會不銹鋼分會副會長單位和中華全國工商業(yè)聯(lián)合會冶金業(yè)商會副會長單位；企業(yè)還先后榮獲中國建設銀行總行AAA級信用等級客戶、中國農(nóng)業(yè)銀行浙江省分行AAA級資信企業(yè)、中國質(zhì)量信用AAA級企業(yè)、浙江省對外貿(mào)易守信合作單位等榮譽稱號。企業(yè)始終秉承“透明、公平、公正”的經(jīng)營理念，倡導“以人為本、以法治廠、以質(zhì)興企、以新興業(yè)”的管理模式，青山控股集團以“咬定青山不放松，無限風光在險峰”的團隊協(xié)作精神，不斷提升核心競爭力，致力于打造中國不銹鋼品牌，以期為振興民族不銹鋼產(chǎn)業(yè)做出應有的貢獻。近年來，青山控股集團公司在全球范圍內(nèi)尋找資源，開發(fā)不銹鋼上游原材料，最終選定印尼PTANTAM公司為其紅土礦資源合作伙伴。青山控股集團公司與PTANTAM公司將合資在印尼開采紅土礦，并建設利用紅土礦生產(chǎn)鎳鐵及不銹鋼的工廠。紅土礦采用回轉窯電爐工藝煉鎳鐵在國外是成熟技術，但在國內(nèi)還沒有一家生產(chǎn)工廠；更別說生產(chǎn)鎳鐵和不銹鋼的聯(lián)合工廠。為降低海外投資風險，青山控股集團公司決定先在國內(nèi)投資建設，最終選定在福安灣塢建設本鎳鐵項目。建設后將年產(chǎn)60萬T/A不銹鋼板坯。該項目采用回轉窯干燥焙燒、預還原，得到800900高溫預還原焙砂，把鉻礦與高溫焙砂熱裝，在大型鎳鐵礦熱爐內(nèi)，冶煉成含鎳鉻的不銹鋼半成品，液態(tài)不銹鋼半成品再熱裝進AOD爐精煉，經(jīng)連鑄成不銹鋼坯。該項目利用境外礦產(chǎn)資源，大力發(fā)展民族經(jīng)濟。其工藝流程緊湊，是冶金工業(yè)節(jié)能減排的短流程工藝的典型范例，在國內(nèi)外均處于領先水平。項目一期工程正處于施工建設階段，配套的兩臺33000KVA國內(nèi)最大的大型鎳鐵礦熱爐，爐型為矩形爐（長16M寬8M）。二期工程配套兩臺25500KVA大型鎳鐵礦熱爐，爐型為圓形（166006100）。12主要研究依據(jù)（1）青山控股集團有限公司與四川大學簽定的研究合同。（2）青山控股集團有限公司提交相關工程技術資料。（3）四川大學已撐握的礦熱爐工程關鍵技術資料。13主要研究內(nèi)容（1）甲方籌建的25500KVA大型鎳鐵礦熱爐工程國內(nèi)外技術現(xiàn)狀調(diào)研分析。（2）大型鎳鐵礦熱爐節(jié)能型變壓器及一、二次側電壓等技術參數(shù)的選擇及生產(chǎn)廠家考察比選。（3）大型鎳鐵礦熱爐電極直徑、極心圓直徑、爐膛直徑、爐膛深度、爐殼內(nèi)徑與高度等工藝技術參數(shù)比選。（4）大型鎳鐵礦熱爐把持器關鍵技術選擇。（5）大型鎳鐵礦熱爐爐體長壽關鍵技術選擇。（6）大型鎳鐵礦熱爐配料、物料平衡、能量平衡、冶煉電耗等分析計算與預測。14主要研究結論要點（1）由于25500KVA鎳鐵礦熱爐，在國內(nèi)屬于最大的利用紅土礦生產(chǎn)鎳鐵的礦熱爐；由于國內(nèi)紅土礦資源稀少，對鎳鐵礦熱爐相關研究很少，可供參考借鑒的大型鎳鐵礦熱爐工程數(shù)據(jù)較少。本工程關鍵技術方案，如礦熱爐二次側電壓、電極直徑與材質(zhì)、極心圓直徑、爐膛直徑與深度、爐殼內(nèi)直與高度、電極把持器形式、爐體內(nèi)襯結構與耐火材料選取等均存在一定的技術和工程上的風險。（2）本工程項目建成后，采用紅土礦進廠，不銹鋼坯出廠，全程熱裝熱送的工藝流程。生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，流程極短，可有效降低冶煉鎳鐵的冶煉電耗，以期達到節(jié)能減排，節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。工藝流程在國內(nèi)外尚屬首次采用，具有先進實用的特點。（3）二期工程配套兩臺25500KVA大型鎳鐵礦熱爐，爐型為三相三電極圓形爐（166006100）。礦熱爐變壓器由三臺8500KVA單相殼式變壓器組合而成，滿足長期超載30。冶煉鎳鐵時，二次側采用DD0連接，礦熱爐二次電壓范圍400520690V，全部電壓要求恒功率輸出?？紤]到以后可能轉煉高碳鉻鐵，將二次側采用YD11連接，二次電壓范圍231399V。電壓級數(shù)共60級，采用有載電動調(diào)壓。一次電壓35KV，50HZ。（4）25500KVA大型鎳鐵礦熱爐投產(chǎn)初期的12年內(nèi)，電極把持器采用壓力環(huán)把持器，電極為960石墨電極。待所有生產(chǎn)設備調(diào)試運行正常，同時生產(chǎn)操作人員對設備都能控制自如時，從節(jié)約生產(chǎn)成本出發(fā)，并根據(jù)一期工程33000KVA投產(chǎn)情況，決定是否將壓力環(huán)把持器更換為組合把持器，電極改為直徑1200自焙電極。（5）通過對比國內(nèi)外相似的冶煉紅土礦或銅鎳精礦的大型礦熱爐進行比較，最終確定本工程項目25500KVA大型鎳鐵礦熱爐工藝技術參數(shù)為石墨電極直徑960MM、極心圓直徑4200100MM、超負荷30時爐底功率密度188KVA/M2、爐殼內(nèi)徑16600MM、爐殼高度6100MM、爐膛內(nèi)徑15000MM、爐膛深度3500MM。（6）通過綜合比較，電爐變壓器建議選用節(jié)能型殼式變壓器，因其具有明顯的優(yōu)勢，例如機械強度高，抗短路能力強；冷卻效果好，過載能力強；噪音小，損耗低；結構緊湊，體積小、重量輕，便于運輸安裝等。（7）長壽礦熱爐不僅直接減少昂貴的大中修費用，而且可以避免由于停產(chǎn)所引起的巨大經(jīng)濟損失。為了盡可能地延長本工程項目25500KVA大型鎳鐵礦熱爐使用壽命，對礦熱爐的爐底及爐墻采用了大型高爐爐底爐缸耐火材料內(nèi)襯的砌筑方案。爐底的耐火材料內(nèi)襯采用工作層和導熱性永久層型式的內(nèi)襯。爐底下部的永久層由高度為261MM的高鋁質(zhì)澆注料、高度為121MM的碳化硅質(zhì)自流澆注料和高度300MM的石墨碳磚與高度600MM的鎂碳磚構成。石墨碳磚與爐底鋼板之間設置有冷拔無縫鋼管、工字鋼組成的爐底冷卻裝置。爐底上部的工作層由一層高度為600MM的鎂鋁磚、一層高度為800MM的鎂鉻磚構成。爐底的石墨碳磚采用1500MM400MM300MM的大塊碳磚砌筑，其余層均采用具有雙向錯臺外形特征的特異型大塊磚砌筑，以獲得持續(xù)的穩(wěn)定、密封效果。爐墻仍然采用永久層和工作層的砌體結構方式。側壁中下部的反應區(qū)、熔池區(qū)的工作層由具有凹凸鑲嵌形狀的鎂鉻大塊制品構成，側壁上部砌筑標普型鎂磚。工作層鎂鉻磚與立式冷卻水套（冷卻壁）之間，頂緊冷卻水套砌筑小塊微孔碳磚。小塊微孔碳磚與鎂鉻磚設60MM寬度的填料縫，縫中填充高性能碳素搗打料。綜上得出爐底厚度為2600MM，爐墻厚度800MM；則爐殼內(nèi)徑16600MM、爐殼高度6100MM。（8）物料需求與煤氣發(fā)生量全部使用拉茲紅土礦（紅土礦A）冶煉1T鎳鐵需499T紅土礦A焙砂，528T紅土礦A干礦，635T紅土礦A濕礦；焦炭17615KG；石灰47904KG。礦熱爐每小時產(chǎn)生的爐氣量為144524NM3/H。（9）冶煉電耗估算全部使用ZHEHAAIS21紅土礦（紅土礦B）冶煉1T鎳鐵需652T紅土礦B焙砂，680T紅土礦B干礦，820T紅土礦B濕礦；焦炭17278KG。礦熱爐每小時產(chǎn)生的爐氣量為139880NM3/H。全部使用拉茲紅土礦（紅土礦A）進行冶煉，冶煉1T鎳鐵所需紅土礦A焙砂冷料為499T，此時冶煉1T鎳鐵的理論冶煉電耗為355837KWHT鎳鐵。若采用熱裝法冶煉鎳鐵時，冶煉1T鎳鐵理論上節(jié)約電能112224KWHT鎳鐵。故用熱裝法冶煉鎳鐵，紅土礦預還原焙砂溫度達850以上，其冶煉理論電耗243613KWH/T鎳鐵。2國內(nèi)外鎳鐵礦熱爐技術現(xiàn)狀21國內(nèi)外銅鎳精礦礦熱爐技術現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外采用礦熱爐熔煉硫化銅鎳精礦的冶煉廠主要有中國的金川、磐石、吉林鎳業(yè)公司、云南冶煉廠、前蘇聯(lián)的北鎳、貝辰加、諾里斯克，加拿大的湯普森、鷹橋、南非的瓦特瓦爾、恩施皮雷森、杰茲卡茲干、皮爾多普等廠。一般來說，加拿大、南非等國家的礦熱爐機械化、自動化程度均較高，前蘇聯(lián)次之，我國基本上是停滯不前。主要是因為1980年以后我國有色冶金重點放在發(fā)展閃速爐冶煉技術，關于礦熱爐技術的工程化研究，文獻報道不多，可資利用的工程數(shù)據(jù)及設計資料十分有限。我國用大型礦熱電爐熔煉銅鎳精礦已經(jīng)40年多的歷史了。先后建成六臺大型礦熱電爐，總容量達108500KVA，在我國的銅鎳生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。曾經(jīng)的云南冶煉廠先后建設兩臺30000KVA電爐是當時我國建設的第一臺大型煉銅礦熱電爐，熔煉制粒焙燒銅精礦。該電爐1960年7月投產(chǎn)，當時是根據(jù)原蘇聯(lián)五十年代的技術設計建造，爐用變壓器由3臺10000KVA單相變壓器組成，總容量為30000KVA，電極直徑1200MM，爐型為六電極矩形爐。電極采用卷揚機升降，用鋼帶吊掛人工下放，導電系統(tǒng)用軟電纜，電極孔基本沒有采用密封。投產(chǎn)時花了四個月的時間才使爐況基本穩(wěn)定下來，初期生產(chǎn)很不正常，前三年的每噸爐料電耗指標均在850KWH/T以上。1968年投產(chǎn)的金川16500KVA熔煉鎳精礦焙砂的1號礦熱電爐，也是六電極矩形電爐，采用3臺5500KVA單相變壓器供電，爐料經(jīng)皮帶運輸機、箕斗、圓盤給料機、上料刮板運輸機送入料倉，爐料進入礦熱電爐進行冶煉。爐體和云冶電爐基本相同，電極則是采用液壓結構。投產(chǎn)雖較順利，但初期生產(chǎn)也不穩(wěn)定，多次發(fā)生漏爐、斷電極、漏油著火等重大事故，前三年的每噸焙砂電耗也都在850KWH/T以上，此期間的最高供電功率為7000KVA左右，日處理能力不過280T物料。云冶和金川經(jīng)過長期生產(chǎn)實踐，已逐步掌握了電爐熔煉技術，并對電爐進行了多方面的改造，使電爐生產(chǎn)能力大大提高，基本杜絕了重大事故的發(fā)生，單位電耗顯著下降。當時云冶電爐電耗已下降到400KWH/T料以下，金川電爐電耗曾也降到了670KWH/T焙砂。二十世紀七十年代建設的磐石鎳礦熔煉鎳精礦干燥球團的12500KVA的礦熱電爐，由一臺三相變壓器供電，為三電極矩形電爐。該電爐吸取云冶、金川的經(jīng)驗，革新了爐體結構，雖然電極也用卷揚升降，但改為直流電動機傳動，而且用可控硅自動控制；另外用軟銅帶導電系統(tǒng)代替了原來的軟電纜導電系統(tǒng)，設計了防磁的電極孔密封裝置。該電爐1979年已順利投產(chǎn)，未發(fā)生任何事故，生產(chǎn)穩(wěn)定，一開始就取得了電耗670KWH/T干料的指標?？梢钥闯?，我國銅鎳礦熱電爐冶煉技術從二十世紀八十年來已有了很大的發(fā)展，備料、操作、設備、電氣等方面都取得了不少進步。但目前基本上仍處于這一時期的裝備水平，主要是因為閃速爐冶煉技術的發(fā)展，使得礦熱爐技術幾經(jīng)邊緣化，近二十年來幾乎沒有任何重大的改進。如云銅公司1992年引進投產(chǎn)了艾薩爐煉銅技術，礦熱爐只是作為艾薩爐停產(chǎn)時的備用生產(chǎn)設備。金川集團公司也引進了閃速爐冶煉冰鎳，隨后礦熱爐就基本停產(chǎn)，近年來為了實現(xiàn)做大做強的目標，才又重開礦熱爐，用以冶煉銅精礦。國內(nèi)目前各廠基本上均系人工憑經(jīng)驗配料與加料。只有磐石鎳礦曾在1981年，為改善電爐技術經(jīng)濟指標和加料操作條件，取消手動閘板閥，采用了自行開發(fā)的煉鎳礦熱爐電振自動密封加料方法，效果較好。它是由電磁振動給料機、下料管處設置的活動弧形密封板和控制箱盤、控制線路元件組成，分別安裝在電極之間的爐頂兩側。左右分別各設計一組，有單獨的控制盤和控制箱及操作室。表21為國內(nèi)大型礦熱爐主要結構參數(shù)及技術經(jīng)濟指標，表22為國外大型礦熱爐主要結構參數(shù)及技術經(jīng)濟指標。表21國內(nèi)大型礦熱爐主要結構參數(shù)及技術經(jīng)濟指標名稱云南冶煉廠1號爐云南冶煉廠2號爐金川集團處理物料銅鎳礦銅鎳礦銅鎳精礦處理爐料量/TD114001200530爐子內(nèi)部尺寸長寬高24665522358452155540爐底面積/1596129118電極中心距或分布圓直徑/M333230電極直徑/M121211電極數(shù)量/根666電爐的額定容量/KVA30000（100003）30000（100003）16500（55003）變壓器二次側電壓/V320696310700173275變壓器二次側最大電流/A300003810020000爐底單位面積功率/KVAM2188232125熔池深度/M192020212021锍層厚度/M600800550800锍放出口數(shù)量233锍放出口距爐底高度/MM410、485100、370、500100、400、400放渣口數(shù)量244渣放出口距爐底1365、14401368、1277高度/MM電極電流密度ACM22734255單位能耗/KWHT1420440400600620電極糊單耗/KGT1344546每日電極壓放長度/MMD1200300150200電極插入深度/MM400500400700表22國外大型礦熱爐主要結構參數(shù)及技術經(jīng)濟指標名稱北鎳公司彼阡克諾林公司湯姆遜瓦特范爾今賈恩施皮雷森處理物料銅鎳礦銅鎳精礦銅鎳精礦銅鎳精礦銅鎳精礦銅鎳精礦銅精礦銅精礦爐子內(nèi)部尺寸長寬高或直徑11252402055539227555123260512746713962607045141653035661067爐底面積/5811312613918418292380分布圓直徑/M303032323763430電極直徑/M1211111212212510518電極數(shù)量/根36666636電爐的額定容量/KVA30000（300001）31500（105003）50000（166673）45000（150003）18000（60003）19500（65003）5500（55001）51000（170003）變壓器二次側電壓/V390500314683475800266743160300170350120210150500變壓器二次側最大電流/A3150015400258302492032500爐底單位面積功率/KVAM25172813963249810760134熔池深度/MM25002300270025002700111812192300锍層厚度/M600800600800600800600900600750760锍放出口數(shù)量33443放渣口數(shù)量24441332放渣口距爐底高度/MM150017501750145015251560965電極電流密度ACM22781642722265噸料單位能耗/KWHT1780815710740525625400430689460噸料電極糊單耗/KGT129414128341751927246噸料煙氣量/M3T11800170019001700190012001400噸料耗水量/M3T133444每日電極壓放長度/MMD140050045050045050045013022國外氧化鎳礦（紅土礦）生產(chǎn)鎳鐵的礦熱爐技術現(xiàn)狀國外先后采用礦熱爐熔煉氧化鎳礦（紅土礦）的冶煉廠主要有法國鎳公司新喀里多尼亞多尼安博（DONNIAMBO）冶煉廠、日本太平洋金屬公司八戶（HACHINOHE）冶煉廠、日本住友金屬礦業(yè)公司日向冶煉廠、印度尼西亞阿尼卡坦姆邦（ANEKATAMBANG）公司波馬拉廠、印度尼西亞國際鎳公司梭羅阿科（SOROWAKO）廠、多米尼加鷹橋鎳公司圣多明各廠、哥倫比亞塞羅馬托莎（CERROMATOSO）公司蒙特利巴諾（MONTELIBANO）廠、希臘拉瑞姆納（LARYMNA）公司、美國漢納（HANNA）礦業(yè)公司、烏克蘭PFK公司、馬其頓FENI公司、委內(nèi)瑞拉LOMADENIGUEL公司、巴西CODEMIN公司等等。上述這些冶煉廠冶煉紅土礦生產(chǎn)鎳鐵合金，大都是采用RKEF工藝流程，即回轉窯電爐法，又稱ELKEM法。雖然都是采用RKEF工藝，但每個冶煉廠的具體工藝制度都不盡相同，比如紅土礦脫水的溫度，是否在回轉窯中進行預還原等。（1）法國鎳公司新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠法國鎳公司新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠于1958年建立ELKEM法。先后建設10500KVA電爐八臺，33000KVA電爐三臺。該法借助于新喀里多尼亞礦石的高鎳（NI25）、低鐵（FE1015）與MGO/SIO2比值適度（0607），不需加熔劑，即可產(chǎn)出含NI20的鎳鐵，而且礦石中的鐵6070被還原，3040進入渣中，渣含鎳僅01左右，所以鎳的回收率相當高。由于采用覆蓋式熔池，低電極插入，爐頂溫度低，電耗僅550600KWH/T干礦。電爐的入爐礦石塊度為20MM，經(jīng)回轉窯850煅燒后，進入電爐，同時加入約4的焦炭，在電爐中鎳、鐵還原后，得到粗鎳鐵合金，再經(jīng)精煉后得到鎳鐵產(chǎn)品。10500KVA的電爐，直徑11M，設計日處理礦石量500T。熔煉1T干礦電耗為550KWH。三電極埋弧操作，常用二次電壓為150V。電極插入深度根據(jù)爐渣電導自動控制。（2）哥倫比亞塞羅馬托莎公司蒙特利巴諾廠哥倫比亞塞羅馬托莎公司蒙特利巴諾廠電爐為51000KVA圓形電爐，爐膛內(nèi)徑為21000MM，爐殼有特殊冷卻裝置以保護爐墻。爐頂用吊頂。滿負荷運行時二次電壓為490V1090V，電極直徑為1800自焙電極。（3）日本住友金屬礦業(yè)公司日向冶煉廠日本住友金屬礦業(yè)公司日向冶煉廠建于1956年9月，1968年后進行改造，采用回轉窯電爐流程，建成4座回轉窯和4臺電爐，其中25000KVA電爐兩臺，14000KVA電爐兩臺。年產(chǎn)鎳鐵12500T。該廠總結出熔煉過程中幾點經(jīng)驗鎳鐵的RKEF工藝中，電能消耗占成本的65左右；采用高功率負荷操作；采用焙砂溫度850900；采用覆蓋熔池式操作；采用較高的二次電壓；適當?shù)臓t渣堿度MGO/SIO2068070；適當控制金屬的還原鎳還原近100，鐵60進入金屬中；焙砂的運送系統(tǒng)包括計量包、運輸罐、爐頂料包、落料漏斗等均加保溫襯里，并實行自動化操作，可減少熱輻射損失4186MJ/H。、（4）印度尼西亞國際鎳公司梭羅阿科廠國際鎳公司于19741978年建立起45000KVA圓形電爐三臺，年產(chǎn)含鎳35000T的鎳锍工廠與相應的紅土礦基地。最初開采西部礦石鎳品位高達24，但酸性過大（SIO2/MGO24）；后與含NI18、SIO2/MGO16的較堿性的東部礦石配合，得到含NI20、SIO2/MGO19的混合礦，鎳回收率90。采用三臺45000KVA電爐、18M圓形電爐處理預還原后的紅土礦。采用大直徑2000MM，低單位面積功率的原因是為了盡量保護爐墻不受腐蝕。但是投產(chǎn)后，爐墻仍發(fā)生嚴重腐蝕，其原因為礦石的SIO2/MGO為2224，相對鎂磚來講，酸度過大；渣的液相線溫度相對太低；熔化粗粒爐料的橄欖石，需要有足夠的過熱溫度。為此，將爐料的SIO2/MGO降到19；使渣液相線溫度提高50；減少西部礦粗粒中的橄欖石含量，以降低爐渣所需的過熱溫度。排渣溫度為1550。為了保護爐墻不被腐蝕，在渣線一帶采用外殼淋水冷卻。放出口附近，加強結構強度。爐頂加水冷的鋼梁，梁外加耐火材料，減少熱損失。電爐的能耗與經(jīng)濟生產(chǎn)規(guī)模和燃料價格相關，用煤代替部分油，電耗由516580KWH/T增加到580600KWH/T電爐功率從36MW提高到40MW。（5）多米尼加鷹橋鎳公司圣多明各廠多米尼加鷹橋鎳公司的電爐熔煉原料來自還原車間的產(chǎn)物經(jīng)過脫水、制團、豎爐煅燒、部分還原的（850）熱煅燒球團礦。不屬于RKEF流程，但電爐的配置、構造、電氣制度等可以供參考。該廠建設55500KVA六電極矩形電爐三臺，年產(chǎn)鎳鐵28750T。每臺電爐有三臺18500KVA單相變壓器組成，二次電壓為3491265V。碳素電極直徑為1000MM，單位面積功率263KW/M2。（6）日本八戶冶煉廠日本八戶冶煉廠先后建設60000KVA電爐一臺，25000KVA電爐一臺，40000KVA電爐一臺。其中只有60000KVA電爐生產(chǎn)鎳鐵，電極直徑為1700MM，爐殼直徑為165M，爐殼高度為58M。（7）美國漢納礦業(yè)公司美國漢納礦業(yè)公司的RKEF工藝的特點是采用改良的尤他法，即在回轉窯中只預熱煅燒而不是預還原，在電爐中也主要是熔化，只加部分還原劑，選擇性地還原出一部分鐵和鎳，熔融體在路外加硅鐵還原得到粗鎳鐵，精煉后得到產(chǎn)品鎳鐵。先后建設14000KVA三電極圓形電爐四臺，爐膛內(nèi)徑為8M，爐膛深度為3M，自焙電極直徑為1M。常用二次操作電壓為465V。3電爐變壓器技術參數(shù)的選擇31礦熱爐變壓器的技術要求（1）由于爐料電阻、原料及電源電壓經(jīng)常變化，要求變壓器有較多的調(diào)壓級數(shù)，每級輸出電壓級差較小，且?guī)缀蹙笄皫准壓汶娏鬏敵?，后幾級恒容量輸出。?）中小型三相礦熱爐變壓器的一次繞組可設計成D接法或Y接法，而在5000KVA以上，則多采用D接法設計。（3）一般大型礦熱爐變壓器多由三臺單相礦熱爐變壓器組成三相組的形式。這是由于三相礦熱爐變壓器的大電流短網(wǎng)在長度上各相有很大的差異，使三相阻抗嚴重不平衡，造成電能轉移和各相的電流和功率不均衡現(xiàn)象。采用單相變壓器可以圍繞礦熱爐對稱布置，縮短短網(wǎng)長度，使三相阻抗近似平衡，可大大改善電能的轉移和各相不均衡現(xiàn)象，從而減少電能損耗，增加礦熱爐運行的功率因數(shù)。（4）負載不平衡和能量轉移是由短網(wǎng)結構本身造成的，而且是難以消除的，所以電極將出現(xiàn)“活相”或“死相”的情況。礦熱爐正常作業(yè)的主要條件是熔池中各相功率要平衡，為此變壓器應該具有能夠單獨調(diào)整各相電壓的能力，即所謂“分相電壓調(diào)節(jié)”。在這種情況下，爐子的每一相都以最佳電壓工作，各相電流強度均衡，熔池功率也均衡。雖然能量轉移被保留下來，但是可以消除能量轉移對爐子作業(yè)的不良影響。分相電壓調(diào)節(jié)礦熱爐變壓器的各相輸出電壓允許差值由一次D接繞組內(nèi)的環(huán)流所限制。（5）隨著礦熱爐功率加大，大電流回路使爐子具有較大的電抗值，致使礦熱爐功率因數(shù)下降。在爐子回路中接入電容器是補償無功功率最有效的辦法，所以在大型礦熱爐變壓器中，常在三次側考慮裝置補償電容器。32國外冶煉紅土礦的鎳鐵礦熱爐變壓器二次電壓選擇法國鎳公司新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠先后建設八臺10500KVA電爐，直徑11M，三電極埋弧操作，常用二次電壓為150V；三臺33000KVA矩形電爐，外部尺寸為33M12M55M，平均二次電壓為300V。多米尼加鷹橋鎳公司圣多明各廠建設55500KVA六電極矩形電爐三臺，每臺電爐有三臺18500KVA單相變壓器組成，二次電壓為34912001265V。美國漢納礦業(yè)公司先后建設四臺14000KVA三電極圓形電爐，爐膛內(nèi)徑為8M，爐膛深度為3M，自焙電極直徑為1M。常用二次操作電壓為465V。哥倫比亞塞羅馬托莎公司蒙特利巴諾廠電爐為51000KVA圓形電爐，爐膛內(nèi)徑為21000MM，爐殼有特殊冷卻裝置以保護爐墻。滿負荷運行時二次電壓為490V1090V，平均二次電壓為1080V。日本八戶冶煉廠先后建設60000KVA電爐一臺，40000KVA電爐一臺，25000KVA電爐一臺。平均二次電壓分別為760V、760V、664V。33國內(nèi)外銅鎳精礦礦熱爐變壓器二次電壓選擇表31國內(nèi)外銅鎳精礦礦熱爐變壓器二次電壓廠名電爐功率/KVA二次電壓/V云南冶煉廠1號爐30000261404云南冶煉廠2號爐30000310700金川集團16500173275恩施皮雷森51000150500北鎳公司30000390500彼阡克1號爐31500314683彼阡克2號爐50000475800諾林公司45000266743湯姆特范爾19500170350杰茲卡茲于50000600800皮爾多普24000190380表32國內(nèi)礦熱爐變壓器特性變壓器短網(wǎng)特征一次側二次側序號廠名容量/KVA型號相數(shù)頻率電壓/V電流/A電壓/V電流/A繞組接線短路阻抗/調(diào)壓方式特征主體材料備注1云南冶煉廠1號電爐100003HPPF10000/35單相50HZ35000286320696共17級3750017241接線320V時1246，508V時544電動有載單向往復交錯分別接至爐內(nèi)兩根電極，短網(wǎng)為有絕緣層的導電銅管，集電環(huán)至筒瓦由銅帶連接鋼管70/50，16根銅帶21000MM2，20根460V時開到25000KVA2金川有色公司3號電爐5500335000173275700283V以上恒功率283V以下恒電流Y銅管，軟銅帶3盤石鎳礦電爐12500HSSPZ712500/633相、50HZ660005791093500340180140002122721227Y/Y/11500V時634340V時1450180V時3210電動有載電極上接成三角形，單相往復交錯，局部有異相交錯銅管65/40，8根軟銅帶2001，16片一組共8組4貴州有機化工廠電石爐35000外制3相50HZ35000577一次Y接905143，一次接157249，27級19級8150091800，1027級91800Y/Y694分相有載電極上接成星形，三相交錯中性線單獨引至爐殼，短網(wǎng)有鋁密封罩銅管365/35，16根，軟銅帶32501，25片一組，12組5吳淞化工廠電石爐16500調(diào)變TSOPZ16500/35主變HSSP16500/35，3相50HZ35000/3500023000相電流157167115175，25級5450057700調(diào)變/Y主變Y/12調(diào)變021025分相有載電極上接成三角形，單相往復交錯銅管265/35，6根軟纜2500MM2，24根表33國外礦熱爐變壓器特性一次側二次側廠名變壓器型號一臺礦熱爐變壓器數(shù)電壓級數(shù)繞組接線電壓/V電流/A電壓/V電流/A容量/KVA北鎳三相112345/100001730157014301320122355050045842839031500315003150031500315003000027200250002300021200彼阡克單相123456105001000986915865500450683656622583341531415373153731537315373153731537310500101649608908352504725彼阡克25000/35單相315678910141820233500047747747747747746345244040037335980070468366464562861158152850647520830239002440025120258302583025830258302583025830258301666716667166671666716667162001540015000136501289012300諾林21000/353123456789101520263500042864286428642864286428642864123953785155428532874371956966725649622560257855553141534752662019020850215602231023120239002402024920249202492024920249202492015000150001500015000150001500015000144151383013240103508660663034鎳鐵礦熱爐變壓器參數(shù)綜合比較以上礦熱爐變壓器二次電壓，同時結合設計經(jīng)驗，本工程項目25500KVA鎳鐵礦熱爐變壓器（長期超負荷30運行時）二次電壓選定為0352253012NUKPV冶煉鎳鐵時，二次側采用DD0連接，礦熱爐二次電壓范圍400520690V，全部電壓要求恒功率輸出?？紤]到以后可能轉煉高碳鉻鐵，將二次側采用YD11連接，二次電壓范圍231399V，經(jīng)調(diào)研考察，特別是制造的可能性及電爐變壓器長期運行的可行性與安全性，確定如下的相關參數(shù)（1）變壓器容量25500KVA（8500KVA3），由三臺8500KVA單相變壓器組合而成，滿足長期超載30；（2）一次電壓35KV，50HZ；（3）功率因數(shù)COS090；（4）有功功率255000922950KVA；二次側YD11連接時231、237、243、248、254、260、265、271、277、283、289、294、300、306、312、317、323、330、335、341、346、353、359、364、370、375、381、387、394、399V，共30檔，各檔恒電流。二次側DD0連接時400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、571、580、590、600、611、621、631、640、650、660、671、682、690V，共30檔，各檔恒功率。（5）工作電壓520V（6）電壓級數(shù)60級（7）調(diào)壓方式有載電動調(diào)壓（8）超負荷30時最大電極電流2501303687IA35鎳鐵礦熱爐變壓器選擇礦熱爐變壓器有傳統(tǒng)的芯式變壓器與新型節(jié)能型殼式變壓器兩種形式。殼式鐵芯電爐變壓器是學習美國西屋公司、挪威國民工業(yè)公司、日本三菱公司等國外先進技術與冶金、化工等有關設計院密切合作的結晶產(chǎn)物，針對鐵合金、電石、黃磷、磨料等冶煉工業(yè)特殊要求，通過反復試驗，獨具特色的新技術、新工藝、研制成功的新產(chǎn)品。它的特點是沖破了我國傳統(tǒng)的芯式鐵芯磁路結構，別具一格的采用殼式鐵芯（即外鐵芯），適形油箱，低壓線是用銅排制作，線圈被鐵芯所包圍與適形油箱構成一個整體，線圈受力面積大，確保應力的最優(yōu)分布，線圈垂直放置，油道暢通，避免了局部過熱現(xiàn)象。該產(chǎn)品與傳統(tǒng)的心式鐵芯變壓器相比具有下列優(yōu)點（1）機械強度高，抗短路能力強殼式鐵芯電爐變壓器，設計工藝結構與芯式的傳統(tǒng)設計工藝結構不同，殼式鐵芯變壓器是線圈在內(nèi)，鐵芯在外。低壓線圈采取銅排制作，高壓線圈是紙包扁銅線，矩形高、低壓線圈交替，垂直排列在鐵芯內(nèi)，鐵芯對線圈起到大面積夾緊作用。線圈、鐵芯、油箱組成一個牢固的整體，它的機械強度高，承受較大的短路電動力，抗短路能力強。（2）冷卻效果好，過載能力強由于殼式鐵芯電爐變壓器高、低壓線圈垂直，交替放在鐵芯內(nèi)，油道非常暢通，冷卻油在高、低壓線圈中間循環(huán)流動，流量大，油流速度快，冷卻面積均勻，線圈間不會有過熱點，殼式鐵芯變壓器油溫與線圈溫度相差不多。而芯式鐵芯變壓器是鐵芯在內(nèi)，高壓線圈抱著低壓線圈，低壓線圈抱著鐵芯，高低壓線圈與鐵芯之間油流是軸向流動，油道阻力大，油循環(huán)效果差，熱量無法散發(fā)出來，所以芯式鐵芯變壓器線圈鐵芯溫度與油面溫度相差很大，實際上是油面溫度低，線圈溫度已經(jīng)很高了。所以殼式鐵芯的冷卻效果好，變壓器溫升低，絕緣不易老化，變壓器超負荷能力強，殼式變壓器產(chǎn)品一般都在超負荷運行30以上，有的超50，甚至有超100長期運行，一般溫度都在50以下。（3）噪音小，損耗低殼式鐵芯變壓器由于設計、工藝結構，使鐵芯、線圈、外殼組成一個牢固的整體，機械噪音??；同時選用的變壓器優(yōu)質(zhì)原材料，如硅鋼片為武鋼產(chǎn)高導磁取向30Q130、30Q120硅鋼片，導線選用優(yōu)質(zhì)無氧銅，合理的選用導線、電流密度，變壓器的鐵損、銅耗減低。尤其殼式鐵芯變壓器交替排列的繞組，引出線直接從繞組幅向引出，都在鐵芯上部高低引線容易引出，而且出線可以大大縮短，變壓器的附加損耗減少，所以殼式鐵芯變壓器噪音小、損耗低，與傳統(tǒng)芯式變壓器相比，空載損耗降低10以上，負載損耗降低35以上。以HTSSPZ616500KVA冶煉爐為例，一年內(nèi)殼式變壓器電耗節(jié)能折算約80萬元/年，約2年左右時間可回收變壓器的全部投資。（4）結構緊湊，體積小、重量輕，便于運輸安裝殼式鐵芯變壓器體積小、重量輕，主要是結構緊湊，銅和硅鋼片不少，它少的是油和鐵，因油箱緊靠鐵芯，變壓器體積減小，油箱重量減輕，變壓器油減少，因此變壓器外形體積小、重量輕，便于運輸、安裝，方便檢修。殼式鐵芯變壓器的優(yōu)點很多，受到機械工業(yè)部沈陽變壓器研究所認定為國內(nèi)首創(chuàng)。被列為省、市重點科研新產(chǎn)品開發(fā)項目，單相HCDSPZ68500/353組合容量25500/35電爐變壓器榮獲國家科技成果金箭獎，被列為國務院科技開發(fā)項目。綜上所述，建議本工程選用節(jié)能型殼式變壓器。4鎳鐵礦熱爐工藝技術參數(shù)比選41國外冶煉紅土礦的鎳鐵礦熱爐工藝技術參數(shù)哥倫比亞塞羅馬托莎公司蒙特利巴諾廠電爐為51000KVA圓形電爐，爐膛內(nèi)徑為21000MM，電極直徑為1800自焙電極，單位面積功率147KW/M2。多米尼加鷹橋鎳公司建設55500KVA六電極矩形電爐三臺，二次電壓為3491265V。碳素電極直徑為1000MM，單位面積功率263KW/M2。日本八戶冶煉廠先后建設60000KVA電爐一臺，25000KVA電爐一臺，40000KVA電爐一臺。其中只有60000KVA電爐生產(chǎn)鎳鐵，電極直徑為1700MM，爐殼直徑為165M，單位面積功率363KW/M2，爐殼高度為58M。美國漢納礦業(yè)公司先后建設14000KVA三電極圓形電爐四臺，爐膛內(nèi)徑為8M，單位面積功率279KW/M2，爐膛深度為3M，自焙電極直徑為1M。42礦熱爐工藝技術參數(shù)礦熱爐工藝主要技術參數(shù)計算如下電極電流密度按36A/CM2考慮。電極直徑，取電極直徑32501721464DCM1200MM，則實際電流密度為325A/CM2。當用石墨電極時電極取960MM。根據(jù)有色冶金爐設計手冊經(jīng)驗公式與系數(shù)選擇計算其它參數(shù)。極心圓直徑M爐膛內(nèi)徑D242007120012600MM，取15000MM，以適應各種原料的要求。爐膛深度H1600（渣層厚度）800（鐵水厚度）300（料坡高度）300（死鐵層留鐵厚度）500（氣體空間，亦即爐料距爐口平臺的距離）3500MM，煙罩高度950MM，實際氣體空間5009501450MM。爐殼內(nèi)徑15000MM800MM216600MM爐殼高度3500MM2600MM6100MM超負荷30時爐底功率密度22A/MKV185430礦熱爐工藝技術參數(shù)詳見表41。表4125500KVA鎳鐵礦熱爐工藝參數(shù)序號名稱單位數(shù)量備注1爐殼內(nèi)徑MM16600爐殼鋼板厚20MM2爐殼高度MM61003爐膛內(nèi)徑MM15000偏大希望適應各種原料要求4爐膛深度MM35005爐墻厚度MM800爐缸區(qū)域設銅冷卻壁6爐底厚度MM2600設水冷綜合爐底7電極直徑MM960石墨電極8極心圓直徑MM42001009工作電壓V52010工作電流A36807超負荷3011電極電流密度A/CM2509超負荷3012電極工作行程MM1200最大1500MM13渣鐵口個數(shù)個52個出鐵2個出渣，鐵放凈口1個14電極升降速度M/MIN05215爐底功率密度KVA/M2188超負荷305電極把持器關鍵技術選擇51電極把持器的基本結構電極把持器是生產(chǎn)鐵合金、工業(yè)硅、電石和黃磷等礦熱電爐的核心部件。它不僅承擔著電極的負載，而且還受煙氣、爐頂和熔融金屬表面的輻射熱，同時電極的電流所產(chǎn)生的強磁場或渦流也影響把持器的正常工作。電極把持器的主要作用是將強大的電流通過導電銅瓦傳遞給電極，把銅瓦牢固地夾緊在電極上，控制電極的燒結，使電極內(nèi)部和外部燒結均勻合理。具體地說，電極把持器是使銅瓦在一定的壓力下貼緊電極殼，保證從母線傳來的大電流通過集電環(huán)、導電銅管，經(jīng)銅瓦傳到電極殼上。當電極壓放時又需要適當減少這種壓力，使電極殼與銅瓦之間產(chǎn)生滑動，而又不會因過松產(chǎn)生打弧燒毀電極殼和銅瓦。在更換銅瓦時要求拆卸、更換方便。把持器被煙氣、煙罩頂和熔融金屬表面的輻射熱以及通過把持器的電流所加熱，附近溫度經(jīng)常在8001000以上。電極把持器在此種高溫、渦流強磁場的條件下作業(yè)，應能保證在將電流導向電極時的電能損失達到最低，并能牢固地夾住電極不讓電極在冶煉過程中滑落，同時電極把持器的構造應便于作業(yè)過程中隨著電極的燒損而下移或上升。52電極把持器的基本結構電極把持器是由導電裝置、壓緊裝置、電極壓放裝置和把持筒等部分組成。521導電裝置傳統(tǒng)的導電裝置一般包括集電環(huán)、導電銅管和銅瓦。集電環(huán)主要起均壓作用，其將電流集合起來，然后再分配給導電銅管，以使每根電極上的每塊銅瓦的電流基本相等。集電環(huán)中部有等分連接壓緊件裝置，主要與導電銅管連接。銅圓環(huán)結構的集電環(huán)，一般安裝在把持筒上，并用絕緣材料隔離；導電銅管是集電環(huán)和銅瓦之間的連接管，其端口部位與冷卻膠管連接，主要作用是傳導電流，管內(nèi)通水，自身冷卻和銅瓦冷卻；銅瓦的作用是傳導電流和控制電極的燒結，按其材料的不同可分為鑄造銅瓦和鍛造銅瓦，銅瓦內(nèi)部通水冷卻，外部配有與導電銅管和夾緊環(huán)相配合的有關零部件。522電極抱緊施壓裝置電極把持器的機械（氣壓、液壓）抱緊施壓裝置主要作用是夾緊和松開電極，以滿足銅瓦對電極的壓力和在冶煉過程中升、降電極，它是由電極夾緊環(huán)或壓力環(huán)、大套、彈簧拉緊氣缸或油缸及銅瓦等組成，工作可靠和操作簡單是對抱緊裝置的基本要求。523電極壓放裝置在冶煉過程中，電極的工作端是不斷消耗的。電極壓放裝置的作用是定期壓放電極，使電極消耗掉的部分得以補充，保持電極一定的工作端長度。電極壓放裝置有鋼帶式電極壓放裝置、雙閘活動壓放油缸式電極壓放裝置、下閘活動無壓放油缸式電極壓放裝置、四閘活動油缸加蝶簧式電極壓放裝置及雙氣囊壓放油缸式電極壓放裝置等。53電極把持器的種類電極把持器的形式很多，它的夾緊方式主要有幾種類型大螺釘式、徑向頂緊的壓力環(huán)式、錐形環(huán)式。近年來，又從國外引進了波紋管式、膠囊式及組合式把持器等類型。531徑向大螺釘頂緊式把持器徑向大螺釘頂緊把持器結構如圖51所示（B是A中彈簧或蝶簧徑向壓緊方式的細部結構）。這種把持器的夾緊部分為彈簧式夾緊環(huán)。它是由半環(huán)、頂頭、彈簧、彈簧墊、帶內(nèi)孔螺栓、固定螺母、外套等組成。壓緊銅瓦是將鋼制的頂頭裝入半環(huán)孔中，彈簧力通過頂頭作用在銅瓦上，只要彈簧力調(diào)整合適，壓放電極時，電極可靠自重克服銅瓦與電極的摩擦力向下滑移。徑向大螺釘頂緊把持器把持器結構結構簡單可靠，可以隨電極殼的變形狀況，調(diào)整銅瓦對電極殼的壓緊力，圖51（C）為完全人工調(diào)整，無彈簧施壓的結構。34156ABC（A）1電極2銅瓦3水冷環(huán)4頂頭5彈簧6頂緊螺釘（B）1半環(huán)2頂頭3彈簧4套筒5彈簧墊6固定螺母7帶內(nèi)四方孔的螺栓8外套（C）1銅瓦2半環(huán)3夾緊4螺母5壓塊6絕緣板圖51徑向大螺釘頂緊把持器532大螺栓夾緊式把持器螺栓壓緊把持器結構如圖52所示。這種把持器的夾緊部分為大螺栓式兩半夾緊環(huán)。它是由圓環(huán)、大螺栓、螺母、壓塊、絕緣材料組成。壓緊銅瓦是將一個特制的銅螺母固定在半環(huán)孔中，通過調(diào)節(jié)大螺栓來壓緊和松開電極。它的優(yōu)點是簡單可靠，取消了壓放等一系列復雜的結構，電極壓放由專用工具將電極抱緊坐在爐頂上，然后提升把持器完成一次壓放操作。在黃磷及銅冶煉礦熱爐中有應用，鐵合金、電石電爐中應用較少。缺點是手工操作，勞動強度大，工人受輻射熱熏烤厲害。接母線1把持器主體2銅瓦3夾緊螺栓4拉桿圖52大螺栓夾緊式把持器533液壓缸式把持器液壓缸式把持器結構如圖53所示。1導向水套2、4液壓缸3銅瓦圖53液壓缸式把持器此結構的液壓缸數(shù)是銅瓦數(shù)的一半，與液壓缸相對應處則為具有頂頭的固定缸，也可以設計成一個銅瓦對應一個液壓缸。它借油壓夾緊，靠卸油以后彈簧的反作用力松開；也可借彈簧的張力夾緊，壓縮彈簧時松開。后一種情況油壓系統(tǒng)無需經(jīng)常處于工作狀態(tài)。液壓缸式把持器可以適應電極表面的軟硬程度、電極殼的小量變形和銅瓦的小量安裝誤差等，并保持銅瓦對電極大致相同的夾緊力。目前此結構在工業(yè)硅電爐上仍有應用。534錐形環(huán)把持器錐形環(huán)把持器結構如圖54所示。此結構的把持器是目前應用最多的一種，由錐形環(huán)、水套、彈簧、松緊油缸、電極把持筒、集電環(huán)、導電銅管、銅瓦吊架及銅瓦等部分組成。錐形環(huán)的內(nèi)錐面緊靠導電銅瓦的外錐形面，通過錐形環(huán)上升或下降使錐形環(huán)與電極之間產(chǎn)生徑向壓力來實現(xiàn)壓緊或放松電極。根據(jù)電極密封結構的不同，錐形環(huán)與導向水套可做成整體式，即固定水套式；也可分開，即活動水套式。（A）錐形環(huán)和導向水套分離式（B）錐形環(huán)和導向水套整體活動式1銅瓦2錐形環(huán)3固定水套4錐形塊5云母墊圖54錐形環(huán)式把持器錐形環(huán)一般做成空心通水冷卻，材質(zhì)采用防磁鋼，也可以用普通鋼，夾以部分防磁鋼使環(huán)狀水套斷磁。錐形角一般為1018，最小為6。當使用彈簧時，錐形環(huán)的升降油缸在工作狀態(tài)時不送油，靠壓縮彈簧的作用使把持器夾緊，這樣可以防止出現(xiàn)事故時，壓力油外瀉造成火災，并可以延長油缸密封的使用壽命。把持器松開時向油缸送油，使彈簧松開，錐形環(huán)下降，把持器即松開。當不用彈簧時，則用雙作用油缸完成升降錐形環(huán)，只是對油缸的密封要求更高一些，并要增加接近限位開關來控制行程。535組合式或標準組件把持器組合式把持器結構如圖55所示。123456BC43215A876543211910（A）組合式電極把