120T精煉爐設(shè)備功能

日照鋼鐵有限公司LF-120t鋼包精煉爐設(shè)備規(guī)格書及說明中國西電集團(tuán)西安鵬遠(yuǎn)重型電爐制造有限責(zé)任公司二○○六年四月目錄1.1鋼包車及拖纜裝置1.2電極升降機(jī)構(gòu)（電極橫臂及升降機(jī)構(gòu)）1.3電極旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1.4水冷爐蓋及集煙除塵裝置 1.5爐蓋頂升機(jī)構(gòu)及機(jī)架1.6液壓系統(tǒng)1.7集中潤滑系統(tǒng)1.8水冷系統(tǒng)1.9壓縮空氣系統(tǒng)1.10電極存放及連接裝置1.11喂絲機(jī)及導(dǎo)管（雙線喂絲）1.12氬氣攪拌系統(tǒng)1.13合金加料系統(tǒng)1.14短網(wǎng)系統(tǒng)1.15精煉爐變壓器1.16電氣及自動化系統(tǒng)1.17除塵管道1.1鋼包車及拖纜裝置鋼包車是使鋼包即達(dá)各個工位的運送工具。車體為優(yōu)質(zhì)鋼板焊接結(jié)構(gòu)，傳動方式為機(jī)械傳動，即為電動機(jī)+減速器+聯(lián)軸器+車輪組成。車體上設(shè)有軌道清理裝置。在軌道兩端有止動裝置及鋼包車一端裝有緩沖裝置。在事故狀態(tài)下，可通過車體上的掛鉤將鋼包車拖出。車體設(shè)置聲光報警并加防護(hù)板。拖纜裝置是向鋼包車提供動力、氬氣等的裝置，拖纜的一端固定在地面上，另一端固定在車體上，隨鋼包車一同運行。這樣可保證鋼包全程吹氬，拖纜膠管采用棉布捆扎，防止鋼液或渣飛濺燒損膠管。鋼包車的主要組成車梁 2件×4小橫梁（帶事故掛鉤） 2件×4支撐梁 2件×4主動輪 2件×4從動輪 2件×4電動機(jī) 1臺×4減速機(jī) 1臺×4聯(lián)軸器 1套×4軌道清理裝置 4套×4傳動支架 2套×4限位裝置 1套×4緩沖裝置1套×4拖纜裝置的主要組成固定滑車 1套×4移動滑車 7套×4支架 1套×4鋼絲繩裝配 1套×4拖纜裝配 1套×4引線支架 1套×4主要技術(shù)參數(shù)鋼包車運行速度 2～20m/min鋼包車驅(qū)動方式 機(jī)械式、變頻調(diào)速鋼包車定位精度 ±10mm鋼包車承載能力 200t1.2電極升降機(jī)構(gòu)（電極橫臂及升降機(jī)構(gòu)）電極升降機(jī)構(gòu)的功能是對鋼水加熱，補(bǔ)償因轉(zhuǎn)爐出鋼，鋼包襯吸熱，鋼包吊到加熱工位時鋼水的溫降、補(bǔ)償合金化、造渣、吹氬等造成的鋼水溫降及提高鋼水溫度，達(dá)到連鑄要求的鋼水溫度。在加熱過程中，通過PLC調(diào)節(jié)電極自動升降，控制冶煉。電極分布園可調(diào)整。電極升降機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)電橫臂（包括電極放松缸）、電極夾頭、電極抱閘、立柱、立柱與導(dǎo)電橫臂之間的絕緣件及升降油缸等組成。導(dǎo)電橫臂采用三臂式結(jié)構(gòu)，在空間為三角形布置，為懸臂形式。中相導(dǎo)電橫臂前端部分與邊相導(dǎo)電橫臂處于同一平面，后端高出邊相導(dǎo)電橫臂，邊相導(dǎo)電橫臂前端采用倒“八形”，減小了電極分布園直徑。導(dǎo)電橫臂是集導(dǎo)電與剛性結(jié)構(gòu)件于一體的新技術(shù)產(chǎn)品。其外型是矩形梁結(jié)構(gòu)，用銅鋼復(fù)合板經(jīng)特殊工藝焊接成型，具有導(dǎo)電及夾放電極的剛性懸臂梁雙重作用，保證剛性穩(wěn)定。導(dǎo)電橫臂制內(nèi)通水冷卻。為了保證密封性、長期使用的可靠性，在導(dǎo)電橫臂內(nèi)的油管均為整根不銹無逢管，沒有接管。在三相導(dǎo)電橫臂的前端矩形截面內(nèi)，各安裝有電極放松缸。通過電極夾頭、電極抱閘采用蝶形彈簧恢復(fù)力抱緊電極；液壓油缸壓縮碟形彈簧推開電極抱閘放松電極。此形式夾緊可靠，不損壞電極表面。電極放松缸具有互換性，是特殊設(shè)計的專用油缸，內(nèi)裝有蝶形彈簧。為了便于檢修、更換活塞密封圈，活塞與活塞桿是分開的，在夾持電極的狀態(tài)下即可方便的更換密封圈，此種結(jié)構(gòu)是我公司獨有技術(shù)之一。電極夾頭是關(guān)鍵件，用螺栓固定在導(dǎo)電橫臂上。電極夾頭采用紫銅經(jīng)鍛造加工而成形，其材質(zhì)與內(nèi)部水道的設(shè)計是保證其使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。 電極抱閘采用非導(dǎo)磁奧氏體不銹鋼制作，防止因強(qiáng)磁形式通路使之發(fā)熱。抱閘上焊有不銹鋼條，經(jīng)機(jī)械加工成園弧面，夾緊時抱住電極。電極抱閘與電極放松缸活塞桿相連。 導(dǎo)電橫臂下面為立柱，是用無縫鋼管及鋼板焊接成菱形結(jié)構(gòu)，其上面設(shè)有四個導(dǎo)軌面，導(dǎo)軌面經(jīng)過機(jī)加工處理，保證直線度及形位公差。在長期使用中，維修僅更換導(dǎo)向輪，方便維護(hù)，節(jié)省維修費用。導(dǎo)電橫臂通過螺栓、絕緣套管、絕緣墊圈通過一大絕緣板與立柱相連。絕緣板外形尺寸大于立柱與導(dǎo)電橫臂相應(yīng)的相連面的外形尺寸，防止因?qū)щ娀覊m堆積等原因而使立柱導(dǎo)電。立柱內(nèi)裝有柱塞式液壓缸，用其帶動立柱、導(dǎo)電橫臂一起升降。缸進(jìn)油口前裝有液控單向閥，以防止停電或液壓裝置發(fā)生故障時電極下墜。電極升降設(shè)有上限位裝置，用于聯(lián)鎖控制的信號。柱塞式液壓缸操作是靠電液比例閥實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，在停電狀態(tài)下，依靠液壓裝置中的蓄能器使?fàn)t蓋及電極提起。立柱、導(dǎo)電橫臂之間的連接板均進(jìn)行機(jī)加工，保證立柱連接板與立柱導(dǎo)軌面的垂直要求、導(dǎo)電橫臂連接板與前端安裝電極夾頭面垂直要求，使電極升降機(jī)構(gòu)在安裝后立柱中心與電極中心平行。立柱上端與橫臂連接處采用箱式水冷結(jié)構(gòu),以避免感應(yīng)發(fā)熱。 由于采用導(dǎo)電橫臂，立柱采用鋼管形式，三項立柱橫臂間距縮小?？蓽p小阻抗，節(jié)電約8%，并延長電極夾頭壽命、減小電極消耗，維修更加方便。主要組成及數(shù)量導(dǎo)電橫臂 3套×2電極夾頭 3套×2電極抱閘 3套×2立柱 3套×2電極升降缸 3只×2（天津尤瑞那斯）電極夾放缸 3只×2絕緣件 3套×2上限位裝置 3只×2×2主要技術(shù)參數(shù)（待定）1.3電極旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)架上焊接有兩層平臺，平臺上開設(shè)有三個穿電極立柱的孔，孔的四周固定有導(dǎo)向滾輪，用于電極升降機(jī)構(gòu)立柱的導(dǎo)向，兩層12套滾輪，共由24個滾輪組成。每兩個滾輪為一組，互為900，安裝在同一底座上，通過螺栓固定于平臺上，靠斜楔調(diào)整導(dǎo)向輪與立柱之間的間隙。輪和軸之間的安裝用調(diào)心滾子軸承。潤滑通過軸端的油孔通到軸承之間的間隙處，軸承的外立柱托架焊接于旋轉(zhuǎn)架下方，以承載電極立柱，并使電極立柱與旋轉(zhuǎn)架一起旋轉(zhuǎn)。主要組成及數(shù)量旋轉(zhuǎn)架 1套×2導(dǎo)向滾輪 12套×2旋轉(zhuǎn)裝置 1套×2定位鎖緊裝置 1套×2立柱托架 1套×2驅(qū)動裝置 1套×2旋轉(zhuǎn)編碼器 1套×2限位開關(guān) 1套×2主要技術(shù)參數(shù)旋轉(zhuǎn)角度 ~87°定位油缸 Φ100×60 行程200mm導(dǎo)向滾輪 Φ250mm 回轉(zhuǎn)速度 0.1～1.0RPM定位精度 ±51.4水冷爐蓋及集煙除塵裝置 水冷爐蓋能夠接收合金料、造渣料并導(dǎo)入鋼包，設(shè)有觀察、測溫取樣、合金加料孔。各孔設(shè)有封板，防止熱損失。并設(shè)有可調(diào)節(jié)抽氣量的除塵接口，保持精煉時爐內(nèi)微正壓的還原性氣氛。并設(shè)爐壓檢測裝置。水冷爐蓋采用全水冷管式爐蓋，整個水冷爐蓋用20g材質(zhì)的無縫鋼管和特制彎頭組焊而成，形成均流無死點的高效水冷強(qiáng)制循環(huán)。本爐蓋在結(jié)構(gòu)上分成三層，底層環(huán)蓋側(cè)壁設(shè)有裙邊，用于接收爐蓋與鋼包接縫處氣體，防止空氣進(jìn)入鋼包，此部分的煙氣通道用鋼板圍成，并設(shè)手動翻板調(diào)節(jié)抽氣量裝置，此排煙與水冷排煙彎管的排煙口并在一起，與外部除塵管道、電動除塵閥相接。通過控制電動除塵閥的開度，保持精煉時爐內(nèi)微正壓的還原性氣氛。本水冷爐蓋內(nèi)部各處均布有掛渣釘，在冶煉過程中自動掛渣或人工打結(jié)。電極孔分上、下兩層，各三個孔，電極孔周邊放置打結(jié)成形的絕緣耐火模塊，以保護(hù)水冷管。頂層小蓋與爐蓋本體為活連接，以便更換維修電極孔中的絕緣耐火模塊。爐蓋中層開有兩孔，分別用于合金加料孔和喂絲孔。爐蓋中層側(cè)壁開有觀察孔，此孔封板用齒輪擺動氣缸控制開關(guān)，以利于減少開啟封板及安裝氣缸的空間，使?fàn)t蓋的整體更加緊湊。所有氣缸兩端均有緩沖功能。爐蓋合金加料孔上設(shè)置一合金加料管，用于將加料系統(tǒng)供給的物料導(dǎo)入爐內(nèi)。合金加料孔溜管采用水冷管，合金加料孔采用氮氣封。爐蓋上各設(shè)有一進(jìn)回總水管。爐蓋總進(jìn)、回水管上各設(shè)一個安全閥，用于在停水事故時保護(hù)爐蓋。主要組成及數(shù)量爐蓋本體 2件×2集煙筒 2件×2裙邊集煙罩 2件×2總集煙管路及煙道 2套×2合金加料水冷溜管 2套×2喂絲孔封板（包括氣缸） 2套×2觀察孔封板（包括氣缸） 2套×2冷卻水連接管路及金屬軟管 2套×2安全閥 4個×2電極孔絕緣耐火模塊 2套（用戶自備）×2主要技術(shù)參數(shù)水冷爐蓋直徑 ～ф4000水冷爐蓋高度 ～2030mm水冷爐蓋使用壽命 ≥6000爐次1.5爐蓋頂升機(jī)構(gòu)及機(jī)架爐蓋的頂升機(jī)構(gòu)采用懸臂式結(jié)構(gòu)，立柱升降，獨立基礎(chǔ)。爐蓋與立柱通過一矩形中空梁連接成一體，保證其具有足夠的剛性和穩(wěn)定性，爐蓋與懸臂采用銷軸連接，爐蓋可自由拆卸更換。由于爐蓋處于一個高溫區(qū)，而且在其上還設(shè)置有水冷排煙煙道及加料斗等裝置，爐蓋有偏重，爐蓋會產(chǎn)生偏斜、低頭等現(xiàn)象，影響石墨電極的上下運動，為避免此種現(xiàn)象產(chǎn)生,爐蓋與提升懸臂之間設(shè)有水平調(diào)整環(huán)節(jié)，保證爐蓋的水平狀態(tài)。爐蓋頂升缸與立柱采用鉸接形式，帶動立柱使?fàn)t蓋上升，靠自重下降，爐蓋頂升缸采用單作用柱塞缸，油缸底座通過鉸接與基礎(chǔ)相連，立柱采用圓形結(jié)構(gòu)，其上各焊接有導(dǎo)軌，經(jīng)機(jī)加工呈三角形對稱布置，保證其整個導(dǎo)軌的直線度及形位公差。機(jī)架是一剛性結(jié)構(gòu)件，其上設(shè)有兩層平臺，各布置兩組導(dǎo)向滾輪，立柱導(dǎo)軌面與之接觸作立柱升降的導(dǎo)向作用，導(dǎo)向滾輪通過其座板后面的兩斜面板條調(diào)整與立柱導(dǎo)軌面的接觸力。爐蓋頂升行程≥650mm，并設(shè)有限位開關(guān)。主要組成及數(shù)量爐蓋頂升缸 1件×4懸臂 1件×4立柱 1件×4導(dǎo)向輪組 4套×4機(jī)架 1件×4限位開關(guān) 2套×4主要技術(shù)參數(shù)爐蓋提升行程 ≥650mm爐蓋提升速度 50mm/s爐蓋緊急提升的響應(yīng)時間 200ms1.6液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)計考慮到系統(tǒng)和設(shè)備的安全性和可靠性,工作壓力為12Mpa，電極升降比例閥采用美國派克公司產(chǎn)品。系統(tǒng)配置相當(dāng)數(shù)量的蓄能器，以保證事故狀態(tài)的應(yīng)急操作（爐蓋提升、電極提升）。液壓系統(tǒng)采用3臺恒壓變量泵，2開1備，其流量為100L/min,工作壓力為12Mpa，電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min功率為30KW。系統(tǒng)配有液位儀1臺，4點溫度控制器1臺，和循環(huán)過濾裝置400L和回油過濾器600L各1臺，以保證油液的恒溫及清潔度。油箱采用3立方米油箱。為了設(shè)備的安全和應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)置一組63L的皮囊式蓄能器。電極升降控制系統(tǒng)采用美國派克公司比例閥，以滿足電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靈敏度，及氬氣翻動對弧流的影響。電極升降控制比例閥采用3臺。本系統(tǒng)其他液壓元件均采用國產(chǎn)名牌產(chǎn)品。恒壓變量泵 3臺×2×2×2×2×2×2×2×21.7集中潤滑系統(tǒng)干油集中潤滑系統(tǒng)用于向電極升降機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向輪組及旋轉(zhuǎn)軸承，爐蓋升降導(dǎo)輪等潤滑點定期供油脂。主要組成及數(shù)量手動加油泵 1臺×2手動潤滑泵 1臺×2雙線給油器 8件×2壓力操縱閥 1件×2干油過濾器 1件×2主要技術(shù)參數(shù)：貯油器容積 50L潤滑介質(zhì) 耐高溫干油脂1.8水冷系統(tǒng) 本系統(tǒng)分為兩部分：一部分為爐蓋冷卻水，用于水冷爐蓋的冷卻。主進(jìn)水管路上設(shè)有本地壓力表、熱電阻（Pt100）、壓力變送器。在回水總管上還設(shè)有電磁流量計、本地壓力表、熱電阻（Pt100），可對爐蓋進(jìn)水量進(jìn)行模擬跟蹤監(jiān)控，所有信號均進(jìn)PLC。 另一部分為設(shè)備冷卻水，主要冷卻的部位有短網(wǎng)銅管，水冷電纜、導(dǎo)電橫臂、電極夾頭、液壓站、變壓器等。主進(jìn)水管路上設(shè)有壓力表、熱電阻，回水總管設(shè)有本地壓力表、熱電阻，信號均進(jìn)PLC，以便控制和監(jiān)測。每個進(jìn)水支路上均設(shè)有手動截止閥，以調(diào)各支路進(jìn)水量。每個回水支路上均設(shè)有雙金屬溫度計。 為了確保爐蓋用水，在爐蓋總進(jìn)水處設(shè)有保安水接口，設(shè)有手動截止閥及單向閥，以防正常用水停水時，保證爐蓋的冷卻。主要組成及數(shù)量：爐蓋冷卻總進(jìn)水管 1套×2爐蓋總回水分配器 1套×2設(shè)備冷卻總進(jìn)水分配器 1套×2設(shè)備總回水分配器 1套×2壓力變送器 2個×2電磁流量計 2個×2熱電阻 1組×2壓力表 3個×2雙金屬溫度計 1套×2截止閥 1套×2單向閥 1套×2主要技術(shù)參數(shù)：正常用水： 進(jìn)水壓力 0.5~0.6Mpa回水壓力 0.2~0.3Mpa 進(jìn)水溫度 ≤35 回水溫度 ≤55 耗量 470m3 事故用水： 壓力 0.2-0.3MPa 時間 t+30min（t為鋼包在加熱工位的時間） 流量 240m3 水質(zhì)要求按照GB10067.1-88《電熱設(shè)備基本技術(shù)條件》有關(guān)規(guī)定。1.9壓縮空氣系統(tǒng)×2×2×2×2×2×2×2×21.10電極存放及連接裝置電極接長裝置用于接長和存放電極，以便更換電極。電極存放臺放于平臺上，本裝置共存放5組電極，結(jié)構(gòu)為在筒的內(nèi)壁上焊有接觸條。根據(jù)石墨電極直徑，經(jīng)機(jī)加工，夾緊體中夾緊夾亦根據(jù)電極直徑加工，采用園弧面偏心機(jī)構(gòu)夾緊，插銷體將把手鎖定。當(dāng)夾緊時，插銷體撥出，把手圍繞鉸支點轉(zhuǎn)動，依靠偏心機(jī)構(gòu)夾緊電極。下設(shè)籠式保護(hù)罩。1.11喂絲機(jī)及導(dǎo)管（雙線喂絲）喂絲用于向鋼包內(nèi)喂Al及Si—Ca絲等，調(diào)整鋼水成份及進(jìn)行夾雜物變性處理。采用雙線喂絲裝置。此裝置由喂絲機(jī)和放線架兩部分組成，將金屬線置于放線架的轉(zhuǎn)盤上，經(jīng)喂絲機(jī)把金屬線拉出矯直，經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入鋼水中。為了控制金屬線的加入量和喂絲速度，在喂絲機(jī)上裝有顯示喂入長度的計數(shù)器和速度控制器（變頻調(diào)速）。當(dāng)喂絲機(jī)以一定的速度把金屬線送入鋼包內(nèi)到預(yù)定長度時，喂絲機(jī)自動停止喂絲，喂絲作業(yè)可采用自動控制或手動控制兩種方式。此裝置可同時雙線喂入，也可單線使用。主要組成及數(shù)量喂絲機(jī) 1臺×4放線架 1臺（用戶自備）×4導(dǎo)管 2件×4控制箱 1件×4主要技術(shù)參數(shù)喂絲機(jī)型式 雙線喂絲喂絲機(jī)型號 WX-4BF喂線種類 合金芯線、鋁線喂線規(guī)格 Φ8～18mm圓線、矩形線喂線速度 1～8m/s主機(jī)行走速度 14m/min導(dǎo)線管升角 30°1.12氬氣攪拌系統(tǒng)氬氣攪拌系統(tǒng)是實現(xiàn)鋼水?dāng)嚢枋逛撍疁囟群突瘜W(xué)成份均勻，有效脫除氣體及非金屬夾雜物，提高鋼液質(zhì)量的關(guān)鍵裝置。其裝置與鋼包底吹氬口通過管道相連。此裝置還可對吹氬壓力自動追蹤。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)斷路情況，壓力驟降，系統(tǒng)將自動關(guān)閉并發(fā)出警示。氬氣攪拌系統(tǒng)在控制室內(nèi)操作，根據(jù)吹氬曲線自動控制調(diào)節(jié)氬氣流量，氬氣流量可手動，也可自動控制調(diào)節(jié)。主氣路開始工作，進(jìn)行正常吹氬。當(dāng)主氣路元件出現(xiàn)故障時，可通過自動切換到事故支路旁路工作。系統(tǒng)設(shè)有兩路獨立吹氬，各用于鋼包車上鋼包底吹氬氣(調(diào)節(jié)范圍為50～500NL/min。),事故旁路為高壓吹堵支路。破渣壓力≥1.6Mpa,并帶有破渣后自動減壓恢復(fù)到正常吹氬狀態(tài)的功能。氬氣攪拌系統(tǒng)的主要組成截止閥 1套×4壓力變送器 1臺×4自力減壓閥1件×4質(zhì)量流量計 1件×4氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 1件×4節(jié)流閥 2件×4支架 1件×4主要技術(shù)參數(shù)工作壓力 0.35～1.0Mpa事故1.6Mpa耗量 4×（50～500）NL/min純度 99.9%1.13合金加料系統(tǒng) 合金加料系統(tǒng)將合金料、造渣料由鐘式料罐上料或皮帶上料貯備于儲料倉內(nèi)，通過振動給料器，將需要的合金、造渣劑依次進(jìn)入稱量料斗，經(jīng)過振動給料器進(jìn)入水平皮帶機(jī)將料進(jìn)行分配，再分別由另兩條水平皮帶機(jī)通過合金加料管引入兩個工位的鋼包內(nèi)。合金加料系統(tǒng)：由儲料倉、變頻振動給料機(jī)、稱量斗、料位計、稱重傳感器、重量變送顯示儀、鐘式料罐（用戶自備）、頭部料斗、事故料斗及溜槽、皮帶輸送機(jī)、密封罩、集塵管道等組成·給料能力：60t/h·稱量精度：≤0.2%·加料精度：≤0.5%·皮帶機(jī)帶跑偏開關(guān)·16個高位料倉，4個稱量斗 加料系統(tǒng)工作時稱重傳感器、料位計的輸出信號可在主控室顯示，振動設(shè)備主要組成儲料倉 幾何容積：14m3 2個×儲料倉 幾何容積：6m3 6個×振動給料器 10個×2稱量料斗幾何容積：1.5m3 2個稱量傳感器（帶專用電纜） 2套×2綜合接線盒2套×2料位計8件×2水平皮帶輸送機(jī) 2套(帶跑偏開關(guān))事故溜管 1件×2密封罩 2套主要技術(shù)參數(shù)振動給料器給料能力 60t/h稱量精度 ≤0.2%1.14短網(wǎng)系統(tǒng)短網(wǎng)系統(tǒng)是通過軟連接(干式)把導(dǎo)電銅管的始端與變壓器二次出線端連接，導(dǎo)電銅管的終端通過導(dǎo)電銅板與大截面水冷電纜連接構(gòu)成的?？紤]到大電流產(chǎn)生的電磁場，導(dǎo)電銅管的固定用支架及連接均采用非導(dǎo)磁的奧氏體不銹鋼制成，并用絕緣材料絕緣。軟連接具有避免電動力及熱膨脹對固定件的影響，同時也可以解決安裝過程中變壓器二次出線端與導(dǎo)電銅管中心不重合時安裝問題。 水冷電纜作為短網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，內(nèi)部既要通水冷卻，又要導(dǎo)電，而且還要運行，其結(jié)構(gòu)有一定的特殊性。銅絞線通過特殊工藝與兩端銅加工件的接頭連接，銅絞線及接頭尾端外部穿有耐溫、耐磨膠管，通過不銹鋼帶在接頭尾端扎緊,以避免內(nèi)冷卻水泄露。在短網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計中，采用每相兩根4000mm2截面的水冷電纜，滿足電極升降機(jī)構(gòu)升到頂和降到底時水冷電纜兩端均有一定的直線段，使水冷電纜使用壽命延長。設(shè)備主要組成軟連接 12件×2導(dǎo)電銅管 6根（每相2根）×2水冷電纜 截面S=4000mm2 6根（每相2根）×2支架（包括絕緣件等）1套×2水嘴及緊固件 1套×2主要技術(shù)參數(shù)短網(wǎng)系統(tǒng)阻抗 ≤0.6+j1.4m三相阻抗不平衡系數(shù) ≤4%1.15精煉爐變壓器精煉爐變壓器由變壓器本體、儲油柜、開關(guān)操作箱、油水冷卻器控制柜、小車、高壓套管、釋壓器、進(jìn)口有載調(diào)壓開關(guān)、油水冷卻器、低壓導(dǎo)電排組成。調(diào)壓方式：有載電動調(diào)壓，11級，采用直調(diào)調(diào)壓。二次引線：y/d11側(cè)出線，內(nèi)封三角形。采用內(nèi)封三角形平衡布置，多組并聯(lián)，可使三相電流電感分布均勻，二次端子采用銅排引出器身壓緊：所有線圈整體組裝真空氣相干燥處理，線圈壓緊采用特制彈簧油缸壓釘，使用其在運動中始終處于壓緊狀態(tài)。冷卻方式：強(qiáng)油循環(huán)水冷（OFWF）。變壓器和有載開關(guān)分別配有重瓦斯、輕瓦斯、釋壓器等保護(hù)功能。儲油箱內(nèi)襯橡皮囊，使油與空氣隔絕以保護(hù)變壓器油。變壓器帶有遠(yuǎn)傳測溫裝置，在主控室通過數(shù)顯儀表可觀察變壓器油溫并且輸出4-20mA信號到PLC。配有遠(yuǎn)傳數(shù)顯檔位顯示儀，另外配有檔調(diào)壓無源觸點輸出送入PLC。設(shè)備主要組成 本體 1套×2 儲油柜 1套×2 控制柜 1臺×2 開關(guān)操作箱 1臺×2 釋壓器 1臺×2 有載調(diào)壓開關(guān) （ABB） 1臺×2 油水冷卻器 1臺×2 溫控器 1臺×2主要技術(shù)參數(shù)變壓器型號 HSSPZ-21000/35型式 箱蓋式運行方式 額定容量時連續(xù)運行，超載20%時，連續(xù)運行2小時額定容量 21000kVA一次額定電壓 35kV50Hz二次電壓 360～240V11級50Hz 其中：360～324V為恒功率級 324～240V為恒電流級二次額定電流 37420A聯(lián)結(jié)組別 Y/d11阻抗電壓 6～7%（360V電壓下）端子出線方式 側(cè)出1.16電氣及自動化系統(tǒng)1.16.1120t鋼包精煉爐電氣設(shè)備由高壓供電系統(tǒng)、低壓電氣控制系統(tǒng)、基礎(chǔ)級自動化及通訊網(wǎng)絡(luò)組成，其中低壓電氣控制系統(tǒng)為電控、儀控、計算機(jī)控制三電一體化綜合系統(tǒng)，由低壓電氣供配電系統(tǒng)、成套低壓電氣傳動設(shè)備、電極自動調(diào)節(jié)裝置、現(xiàn)場控制及檢測設(shè)備組成。1.16.1.11.16.1.1.11.16.1.1.21.16.1.1.3高壓柜均設(shè)閉鎖裝置，具有防止誤操作功能，滿足國家水電部提出的“五防”五防即：防止帶負(fù)荷分（合）隔離開關(guān)；防止操作人員誤入帶電間隔；防止帶電連接地線；防止帶地線合隔離開關(guān)；防止誤分（合）斷路器。1.16.1.1.41.16.1.1.5進(jìn)線柜：包括隔離開關(guān)及電壓互感器1面×2真空斷路器柜：包括真空斷路器手車、電流互感器1面×2保護(hù)柜：包括氧化鋅避雷器及阻容吸收裝置1面×21.16.1.2低壓電氣控制系統(tǒng)由低壓電氣供配電系統(tǒng)、成套低壓電氣傳動設(shè)備、電極自動調(diào)節(jié)裝置、合金加料系統(tǒng)、現(xiàn)場控制及檢測設(shè)備組成，主要包括低壓動力柜、鋼包車變頻控制柜、合金加料控制柜、爐體PLC柜、調(diào)節(jié)器控制柜、主操作臺、爐前操作臺、液壓操作箱、現(xiàn)場檢測儀表、傳感器、限位開關(guān)等設(shè)備；低壓電控柜采用GGD型低壓開關(guān)柜，柜殼采用靜電噴塑處理。各臺、柜、箱結(jié)構(gòu)堅固、表面采用噴塑處理，美觀實用，便于維護(hù)。1.16.1.1.2a）低壓配電柜分為兩面。1號為進(jìn)線柜，車間兩路380V，三相四線制電源（其中一路為備用電源），引入1號柜，該柜內(nèi)裝有刀開關(guān)，電動斷路器，交流接觸器，電壓表，分（合）閘按鈕等。b）2號柜的電源由1號柜引入，該柜內(nèi)裝有多只斷路器，并由各分路開關(guān)分別向各用電點提供電源。例如液壓泵、鋼包車、合金加料、儀表、PLC及過程控制的380V、220V電源，該柜內(nèi)還放有直流穩(wěn)壓電源AC220V/DC24V，向液壓閥站提供DC24V電源。c）直流電源柜：該柜設(shè)有整流變壓器及三相橋式整流模塊，電容、電壓表及開關(guān)等。進(jìn)線AC380V，經(jīng)過整流后，變?yōu)镈C220V向高壓電磁操作機(jī)構(gòu)供電。1.16.1.1.3液壓站設(shè)三臺液壓泵，其中一臺備用，通過開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時設(shè)有卸荷閥，當(dāng)液壓泵起動后經(jīng)過3-5秒的卸荷時間后再轉(zhuǎn)入打壓狀態(tài)，以減輕泵的啟動負(fù)荷。本系統(tǒng)主要控制爐蓋的升、降，電極的松開，電極升降等，其動作塊采用錐閥集成塊，電極升降采用比例閥控制。1.16.1.1.4溫度參數(shù)可再工控機(jī)畫面上顯示。1.16.1.1.5吹氬系統(tǒng)吹氬管道上設(shè)有電磁閥、壓力變送器、流量控制器等。電磁閥的打開和關(guān)閉是手動操作。壓力和流量采集的信號變?yōu)?-20mA送給配電器，再由配電器送給PLC的A/D模塊經(jīng)過計算送入上位機(jī)。進(jìn)行顯示實際值。1.16.1.1.6水冷系統(tǒng)設(shè)有總進(jìn)水壓力和流量的檢測儀表?？傔M(jìn)水管路又分為兩大路，一路向?qū)щ姍M臂、水冷電纜提供水源，另一路向水冷爐蓋提供水源。由于水冷爐蓋處于高溫區(qū)，要保證水的冷卻，所以在水冷爐蓋的水管上裝有壓力和流量變送器，由PLC進(jìn)行監(jiān)控。在水冷爐蓋的出水管上裝有熱電阻，檢測出水溫度并送入PLC。其它用水的各支路裝有電接點溫度計，設(shè)定上限值55℃1.16.1.1.7鋼包車控制采用變頻器調(diào)速。該控制設(shè)有手動、自動兩種方式。在鋼包車操作臺上進(jìn)行操作。鋼包車的行走根據(jù)LF加熱工位或吊包工位限位開關(guān)信號，實現(xiàn)自動快速連續(xù)行走，自動減速行走以及自動停止，鋼包車啟、停平穩(wěn)，速度自由可調(diào)，運行安全可靠1.16.1.1.8合金加料系統(tǒng)實現(xiàn)加對每個料倉及稱量斗的振動給料機(jī)以及皮帶機(jī)的送料控制與給料量的稱量。設(shè)有加料控制柜和加料操作箱.加料操作箱能夠在現(xiàn)場手動操作每個料倉及稱量斗的振動給料機(jī)以及皮帶機(jī)的送料控制，另設(shè)有操作權(quán)開關(guān)，以便于設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試檢修。變頻器按四臺振動給料機(jī)配一臺變頻器的原則。1.16.1.1.9動力配電柜 2面×2變頻器柜 2面×2加料柜 1面×2液壓柜 1面×2高壓計量柜 1面×2PLC柜 2面×2主操作臺 1面×2爐前操作臺 1面×21.16.21.16.1.1該方案用于LF-120噸精煉爐電氣自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)總體設(shè)計采用儀、電、計算機(jī)一體化并面向工藝的設(shè)計思想，充分考慮系統(tǒng)的先進(jìn)、實用、可靠以及合理性。1.16.1系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成?！ぞ珶挔t電極調(diào)節(jié)器PLC·精煉爐本體控制PLC·HMI·主控制臺（主控制室內(nèi)）·精煉爐操作臺（置于爐臺現(xiàn)場）主操作臺和精煉爐操作臺信號進(jìn)PLC。電極PLC與爐子本體PLC通過MPI網(wǎng)通訊，并與HMI進(jìn)行通訊。爐子PLC選用西門子公司的S7-300系列，計算機(jī)工作站選用工控機(jī)。系統(tǒng)配置的計算機(jī)操作站，其中操作站用于畫面顯示、操作指導(dǎo)的人機(jī)對話。還有用于化驗室數(shù)據(jù)傳遞，用于電氣后臺監(jiān)控。1.16.11.16.1.3.精煉爐的電極升降控制由調(diào)節(jié)器PLC以及二次側(cè)電壓電流互感器、電量變送器和輸出信號轉(zhuǎn)換器組成。調(diào)節(jié)器完成以下主要功能：·電量值檢測·電氣參數(shù)計算·弧長控制·智能PID調(diào)節(jié)器·綜合控制輸出·輸入功率控制·網(wǎng)絡(luò)通訊電量值檢測調(diào)節(jié)器通過檢測精煉爐變壓器二次側(cè)的電壓、電流、COSΦ等電量值。電氣參數(shù)計算利用采集的電量值，計算出電壓電流的有效值、相角、有功功率、無功功率、弧壓、弧長、弧功率、等重要電氣參數(shù)?；￠L控制合理控制電弧弧長，對提高鋼包爐熱效率至關(guān)重要，整個控制過程結(jié)合不同鋼種的冶煉工藝進(jìn)行相應(yīng)的控制調(diào)節(jié)。最主要的在控制過程中始終追尋電弧最佳功率Q點。智能調(diào)節(jié)器根據(jù)弧壓、弧長、弧功率等電氣參數(shù)計算，在保證升溫速度的前提下，合理控制弧長。智能PID智能PID是一種綜合控制算法，結(jié)合爐子仿真系統(tǒng)預(yù)報結(jié)果，優(yōu)化與設(shè)定點之間的誤差，調(diào)整優(yōu)化參數(shù)權(quán)值，計算電極升降控制的輸出值，確保系統(tǒng)運行的安全可靠。綜合控制輸出在有些異常情況下，需要快速做出反應(yīng)，例如起弧，電流過負(fù)荷，短路保護(hù)等，這些變量不需引入?yún)?shù)優(yōu)化控制中，綜合輸出通過規(guī)則進(jìn)行邏輯判斷，可直接進(jìn)行輸出干預(yù)，這樣可避免參數(shù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)習(xí)效果差，又可保證控制器的反應(yīng)速度。綜合控制還包括防止電極插入鋼水的功能。輸入功率控制 二次電壓設(shè)11擋，每電壓擋下設(shè)5擋電流可供用戶靈活選擇。在自動方式下，計算機(jī)根據(jù)相關(guān)電量參數(shù)，可自動進(jìn)行功率最優(yōu)調(diào)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)通訊調(diào)節(jié)器與上位機(jī)間通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，同時與其它PLC通過相應(yīng)控制網(wǎng)進(jìn)行通訊。1.16.1.3.爐體PLC完成以下功能：·高壓及變壓器設(shè)備的監(jiān)控·冷卻水監(jiān)控，包括爐子、電氣設(shè)備和液壓站的冷卻水·液壓站控制·爐蓋等爐子設(shè)備控制·爐體控制·電極夾持器控制·鋼包車控制·加料控制·吹氬控制·鋼水測溫讀取·與上位機(jī)電極調(diào)節(jié)器的通訊·與系統(tǒng)的通訊高壓設(shè)備的監(jiān)控高壓供電系統(tǒng)由高壓隔離開關(guān)及電壓互感器、高壓真空斷路器、電流互感器、避雷器及阻容吸收裝置組成，給精煉爐變壓器提供高壓主回路電源。高壓系統(tǒng)的真空斷路器合分閘由高壓柜和主操作臺兩地操作控制。分、合閘時，必須條件滿足，操作臺、高壓柜信號燈指示工作狀態(tài)。并根據(jù)設(shè)計要求實現(xiàn)變壓器調(diào)壓。冷卻水監(jiān)控（包括爐子、電氣設(shè)備和液壓站的冷卻水）PLC監(jiān)視冷卻水回路的入口出口水溫及主回路的入口壓力、出口流量。信號超過設(shè)定值時報警。液壓站監(jiān)控液壓站由精煉爐主PLC控制液壓站相關(guān)電氣設(shè)備。電極夾持器控制電極夾持器控制，在液壓系統(tǒng)壓力正常時、斷路器未合閘時，可在精煉爐操作臺控制電極夾放。爐蓋提升及電極旋轉(zhuǎn)等爐體設(shè)備控制爐蓋控制按鈕、爐蓋合金門控制按鈕皆為帶燈按鈕。當(dāng)按下按鈕，爐蓋到位限位時燈亮。完成爐蓋提升、爐門升降等爐子設(shè)備的控制。電極旋轉(zhuǎn)在滿足所有連鎖條件情況下，由控制臺或HMI發(fā)出控制信號，通過控制比例閥，完成電極的旋出和旋入的動作。精煉爐鋼包車控制 鋼包車行走控制由變頻器、電動機(jī)、行程開關(guān)等組成。行走速度2-20M/MIN可調(diào)。計算機(jī)預(yù)制行走曲線自動完成控制。吹氬控制 吹氬控制通過氬氣流量計檢測流量并將4-20mA信號送PLC，計算機(jī)將檢測值與氬氣給定值比較，調(diào)用智能PID算法得到相應(yīng)的輸出量。氬氣控制具有自動和手動兩種方式。鋼水測溫信號讀取鋼水測溫由二次儀表將溫度信號轉(zhuǎn)為4-20mA信號輸入PLC。低壓設(shè)備監(jiān)控相關(guān)的自動開關(guān)的運行狀態(tài)應(yīng)進(jìn)入PLC進(jìn)行檢測主回路電源接通狀態(tài)，用作監(jiān)視。相關(guān)設(shè)備電機(jī)運行狀態(tài)及故障狀態(tài)進(jìn)入PLC進(jìn)行檢測設(shè)備運行狀態(tài)，用作監(jiān)視、控制。1.16.1.3.上位機(jī)系統(tǒng)配置本系統(tǒng)中配置1臺工控機(jī)，用于精煉爐、加料設(shè)備監(jiān)控和操作。工控機(jī)硬件配置：處理器：P41.4內(nèi)存（DRAM）：256MB硬盤40G軟驅(qū)：3.5/1.44MB光驅(qū)：48倍速彩顯液晶顯視器：LCD17"通訊網(wǎng)卡2000KVA15分鐘不間斷電源系統(tǒng)軟件·PLC操作系統(tǒng)和編程軟件（STEP7）·WINDOWS.2000/NT·工控組態(tài)軟件WINCC。·PLC通訊軟件上位機(jī)功能概述·設(shè)備運行監(jiān)示·報警/事件管理·網(wǎng)絡(luò)通訊監(jiān)視HMI工作站顯示畫面：主菜單一級畫面二級畫面?zhèn)渥⑾到y(tǒng)組態(tài)系統(tǒng)組態(tài)網(wǎng)絡(luò)診斷網(wǎng)絡(luò)診斷歷史/實時趨勢歷史/實時趨勢圖設(shè)備運行監(jiān)控監(jiān)控畫面爐體狀況高壓設(shè)備電爐供電系統(tǒng)圖、斷路器合分閘狀態(tài)、變壓器工作狀態(tài)、、高壓系統(tǒng)故障點顯示冷卻水系統(tǒng)水冷系統(tǒng)回路中相關(guān)部位壓力、流量顯示、進(jìn)出水溫度。液壓站液壓回路總圖、電極升降閥狀態(tài)、電極加緊、放松閥狀態(tài)、爐體運動閥狀態(tài)。并根據(jù)液壓系統(tǒng)提供的相關(guān)信號，顯示液位、過濾器前后壓力及液阻狀態(tài)爐蓋爐門以及電極爐蓋爐門的位置和電極位置吹氬狀態(tài)根據(jù)吹氬系統(tǒng)提供的信號顯示壓力、瞬時流量、吹氬量、吹氬時間電極升降三相弧壓、弧流以及電流給定等電極旋轉(zhuǎn)加料系統(tǒng)根據(jù)加料設(shè)備提供的信號，顯示料位、震動器、皮帶機(jī)的工作狀態(tài)報警/事件管理趨勢圖實際冶煉功率曲線1.16.1與基礎(chǔ)自動化有關(guān)的盤、箱、柜見下表：編號設(shè)備名稱尺寸（高X寬X深）電源數(shù)量位置G1電極控制柜2200X800X600220VAC，600VAPLC室G2本體PLC柜2200X800X600220VAC，600VAPLC室G3主操作臺（高壓、變壓器調(diào)壓、電極升降、電極旋轉(zhuǎn)、爐蓋、加料）主控室G4計算機(jī)操作臺220VAC，1000VA主控室1.16.1.4.S7系列PLC相應(yīng)的PS/DI/DO/AI/AO模塊；相應(yīng)的通訊模塊；CP相應(yīng)的變送器、繼電器、空開、指示燈、接線端子等電器1.16.1.4.S7-系列PLC相應(yīng)的PS/DI/DO/AI/AO模塊；相應(yīng)的通訊模塊；CP相應(yīng)的變送器、繼電器、空開、指示燈、接線端子等電器1.16.1.4.基本組成·緊急停止按鈕·燈測試按鈕·分、合真空開關(guān)的鑰匙開關(guān)·真空開關(guān)準(zhǔn)備、合、分批示燈·爐蓋操作旋鈕開關(guān)及指示·電極旋轉(zhuǎn)開關(guān)及位置指示·電極1#升/降自動操作桿·電極2#升/降自動操作桿·電極3#升/降自動操作桿·電極1#、2#、3#升/降自動操作桿·變壓器檔位選擇開關(guān)·變壓器檔位指示燈·加料系統(tǒng)緊急停止按鈕·二次電壓、電流表各3只基本功能·通過開關(guān)、按鈕指令操作進(jìn)真空開關(guān)的分合·手動、自動操作電極、爐蓋、爐體的動作·操作變壓器換檔1.16.1.4.·指示燈、開關(guān)、操作按鈕·各電極動作開關(guān)·爐蓋、爐體的動作注：PLC模塊輸入輸出接口余量15%，最少量為1路。CPU負(fù)荷不大于65%，內(nèi)存應(yīng)用余量不少于35%。1.16.1.4.5這一級控制分為兩大類。一類是開關(guān)量信號控制，一類是模擬量信號控制。●開關(guān)量信號控制開關(guān)量信號控制的每一個輸出動作，都必須滿足相應(yīng)的邏輯連鎖條件。這一類控制主要有： 測溫取樣動作 爐蓋動作 液壓站控制電極旋轉(zhuǎn)控制 加料控制 變壓器換檔控制 變壓器油溫、輕重瓦斯監(jiān)控 水路流量、溫度、壓力監(jiān)控真空開關(guān)合分閘手動按鈕、搖柄、鼠標(biāo)點擊對應(yīng)的動作●模擬量控制模擬量控制在電爐中主要是指對電極升降的調(diào)節(jié)控制及吹氬控制，這部分的控制是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。優(yōu)化控制的目標(biāo)是壓縮冶煉時間，提高工廠冶煉效率，降低電耗和電極消耗減少煉鋼的成本。模擬量控制還包括鋼包車行走和吹氬流量等控制。LF爐的電極調(diào)節(jié)控制過程當(dāng)具備所有冶煉的連鎖條件后，三相電極快速下降。在電極下降的過程中，要保持三相電極平頭避免某一相電極下降速度過快而插入鋼液。電極起