2500KVA巖棉生產(chǎn)線電渣爐技術(shù)方案

1、2500KVA 巖棉生產(chǎn)線加熱電爐技術(shù)方案江蘇德誠冶金電爐設(shè)備有限責(zé)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(shè)條件 3 建設(shè)范圍及生產(chǎn)線組成 4 電爐加熱 5 車間組成及布置 6 車間主要生產(chǎn)設(shè)備 7 電爐輔助配套部分 1 總論沾化縣煒燁鎳業(yè)公司投資建設(shè) 1臺2500KVA電渣爐用于生產(chǎn) 巖棉的 技術(shù)方案。1.1 項目名稱日產(chǎn) 100 噸巖棉生產(chǎn)線建設(shè)項目之 2500VA 電渣爐1.2 項目單位沾化縣煒燁鎳業(yè)公司1.3 項目 建設(shè) 單位江蘇德誠冶金電爐設(shè)備有限責(zé)任公司1.4 設(shè)計指導(dǎo)思想和主要原則(1) 根據(jù)當(dāng)前的國際節(jié)能減

2、排趨勢，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。(2) 依據(jù)需方用于巖棉生產(chǎn)線每小時 4 噸爐渣的處理能力。(3) 采用國內(nèi)、 國際先進(jìn)可靠的技術(shù)和設(shè)備， 使項目建成后 的各 項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到同行業(yè)領(lǐng)先水平。(4) 科學(xué)合理降低項目的建設(shè)投資和運營成本 , 為企業(yè)創(chuàng)造 最大 利益。2 項目建設(shè)條件 建設(shè)地氣象條件和地理條件 ( 暫缺) ?？拐鹪O(shè)防烈度暫按 8 度考慮(可按照用戶國家要求設(shè) 計)。3 建設(shè)范圍及生產(chǎn)線組成3.1 建設(shè)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(jī)械、 電氣3.2 裝備水平電爐結(jié)構(gòu)型式為矮煙罩半封閉、全液壓、石墨電極、移 爐結(jié)構(gòu)

3、形式。如果業(yè)主要求可設(shè)計為礦熱爐形 式。冶煉電爐a 電爐變壓器暫按 35kV （10KV ）進(jìn)線考慮，電爐變壓 端采用上部板式出線；b 短網(wǎng)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(cè)e 電極升降采用液壓方式；4 電爐加熱4.1生產(chǎn)工藝流程（見圖一）圖一、生產(chǎn)工藝流程簡圖生產(chǎn)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(chǎn)工藝簡述421爐渣的化學(xué)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(nèi)的液態(tài) 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(yán)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(yīng)的爐渣成分有所差別，渣系成分不同其液態(tài)渣的熔點和粘度不同，密度和高溫導(dǎo)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(jù)不同渣系成分總結(jié)，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(xù)加熱，電 爐出渣為連 續(xù)出渣。初次開爐。初次開爐應(yīng)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?fàn)t內(nèi)壁溫度上升 到 650 C 以上時可清除 爐內(nèi)的石塊等雜物后將干凈的液態(tài)爐 渣用鐵水包通過巖棉生產(chǎn)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(shù)次加入 2025 噸進(jìn)行加溫 并烘爐，在正常開爐期間每次加入的熔融渣量應(yīng)不大于 6 噸， 然后提起電極給電爐送電進(jìn)行加熱，加溫送電時間一般根據(jù) 所加入液態(tài) 渣的質(zhì)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(nèi)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(nèi)爐渣降溫較快。 加熱過程 監(jiān)控好溫度的變化。電爐爐內(nèi)和爐前出鐵產(chǎn)生的煙氣通過電爐煙氣除塵器 進(jìn)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(fēng)除 塵器、空冷器、除塵器、主風(fēng)機(jī)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(tài)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(tài)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(nèi)的現(xiàn)有液態(tài)爐渣1450 C連續(xù)流出要盡快升溫到1500 C,當(dāng)

8、爐內(nèi)仍有20噸1450 C液態(tài)渣，再加入 4噸1300 C液態(tài)渣時爐內(nèi)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(jìn)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(dāng)爐內(nèi)有10噸1450 C液態(tài)渣，再加入 4噸1300 C液態(tài)渣時爐內(nèi)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(jìn)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(dāng)爐內(nèi)有 10 噸 1450 C 液態(tài)渣，再加入 8 噸 1300C 液態(tài)渣 時爐內(nèi)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(jìn)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(dāng)增加加溫時間。具體低溫渣加入多少量不影響連續(xù)的巖棉生產(chǎn)主要看 一是爐渣的成 分組成二是爐內(nèi)高溫渣的多少和新加入低溫 渣的多少，具體情況要經(jīng)過 實際總結(jié)。電爐容量的確定。為不

10、影響連續(xù)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(yīng)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(chǎn)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(nèi) 的渣量時也可適當(dāng) 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(chǎn)量按 160t/d

11、 （日加熱 時間 6? 10.7 小時）， 正常生產(chǎn)量 96t/d 。4.4 原材料技術(shù)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(chǎn)線的 用電設(shè)備總體考慮，電爐配套的動力用電設(shè)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(jī)，該部分總?cè)萘考s 140KW電爐停送電控制電源從現(xiàn)有的220V直流電源引出一路。爐渣從現(xiàn)生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中收取部分液態(tài)渣，要保證渣液中無大顆粒耐火材料等，以免影響續(xù)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(shù)（見表4）電爐主要參數(shù)表4序號名稱單位數(shù)量備注1電爐變壓器容量KVA25002一次側(cè)電壓KV35 (10)3一次側(cè)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(diào)壓方式無載電動調(diào)壓8電源頻率Hz509電爐功率因數(shù)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(jīng)濟(jì)的方法，可考慮1臺電爐與兩條成棉生產(chǎn)線構(gòu)為一個車間，車間長度和寬度主要依據(jù)巖棉生產(chǎn)線部分。電爐的具體布置見附圖。變壓器跨布置。共設(shè) 2層平臺，即土 0.0m、+5.0m，二層 平臺 的高度要結(jié)合巖棉生產(chǎn)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(chǎn)設(shè)備6.1渣包運輸系統(tǒng) 過跨軌道小車 一般來說，巖棉生產(chǎn)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(tài)渣最好是通過保溫渣包運輸?shù)綆r棉生產(chǎn)線的車間，再用專用行車提起渣包將液態(tài)渣從加熱爐的頂部加料口加入爐內(nèi)（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(jù)渣包的重量配置），主要 是將低溫液態(tài)渣加入加熱爐內(nèi)6.1.3 電極加接電動單梁吊。在電爐頂部設(shè)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(tǒng)和構(gòu)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(dǎo)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(huán)抱緊。銅瓦高度630mm ，銅瓦弧長 530mm ，整體為鑄造結(jié)構(gòu)，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(huán)。壓力環(huán)采用兩半的半開合結(jié)構(gòu)，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(huán) 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(tài)， 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(dǎo)電橫臂。加接 電極時， 用電極加接導(dǎo)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(zhuǎn)的 力矩依據(jù)電極廠家標(biāo)準(zhǔn)。液壓系統(tǒng)電極升降及松開電極均采用液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)主要包括液壓站、蓄能器組、控制回路。液壓站包括：油泵、電機(jī)、調(diào)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(shè)兩套泵組，一用，一備。油泵采用恒壓變量柱塞泵，可靠、耐用、節(jié)能。油箱：有效容積 0.6m3 。系統(tǒng)工作壓力 12 14Mpa ，蓄能器充氣壓力 8-12Mpa液壓介質(zhì)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(chǎn)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?shù)浆F(xiàn)場后進(jìn)行安裝。它由水冷鋼 骨架、水冷蓋板、側(cè)壁等組成。從電 極極心圓外 400mm 向 圓心內(nèi)的部分采用無磁不銹鋼，外部和側(cè)圈采用 普通鋼材 質(zhì)。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(shè)置三個觀察小門。 煙罩頂部設(shè)置三個電極和 加料口及 除塵煙管開孔。煙罩為圓形結(jié)構(gòu)，煙罩頂部極心圓 外 400mm 以內(nèi)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(jié)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(jié)構(gòu)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?jǐn)?shù)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(chǔ)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(shè)兩個出鐵口，一個維護(hù) 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(shè)備有電爐變壓器、低壓配電柜及 操作臺等 生產(chǎn)車間主要動力設(shè)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(yīng)按 2 級負(fù)荷的雙回路設(shè)計。電爐高壓停送電操作、保護(hù)系統(tǒng)及事故照明采用 220V 直流電源系 統(tǒng)。電爐變壓器用電由開關(guān)站 35KV 高壓電纜送至電爐變壓 器，保護(hù)系統(tǒng)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(hù)選用微機(jī)保護(hù)裝置。饋出柜的 控制為本地和遠(yuǎn)程兩地控 制，正常在操作臺操作，運行狀 態(tài)信號和保護(hù)回路送至電爐控制室信號 屏和開關(guān)站，便于 操作和監(jiān)視設(shè)備運行狀態(tài)，并有效保護(hù)電爐在事故狀 態(tài)下 能夠瞬時跳閘，以保證事故范圍不再擴(kuò)大。7.2 裝機(jī)容量電爐供電由 1 臺 2500KV 變壓器供電， 35 (10) KV 進(jìn)線； 根據(jù)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(qiáng)油水冷 卻、無載電動調(diào)壓共 11 級，可有效節(jié)能和防止 諧波的產(chǎn)生，并有較