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中冶赛迪绿色节能环保电弧炉技术

日期:2019-02-13 02:12

  北极星大气网讯:为帮助全球短流程钢铁企业提高产量,减少二氧化碳和粉尘排放,降低生产成本,增强企业竞争力,在国家科技支撑计划以及中冶集团“三五”重大科技专项等支持下,中冶赛迪自主开发了新型节能环保电弧炉CISDI-GreenEAF,该电弧炉将废钢预热技术与电弧炉环保技术完美结合,解决了长期以来废钢预热型电弧炉存在的环保、装备可靠性等问题,是未来钢铁企业提高竞争力的核心产品。CISDI-GreenEAF在结构上区别于全球现有的各类废钢预热型电弧炉,采用了独特的电弧炉侧顶斜槽加料技术(Top-Side-Chute),利用斜槽内物料的运动速度的水平分量把废钢料加到接近电炉中心(focus to arc),改善现有废钢预热型电炉的冷区,提高电弧炉的热效率以及生产效率,结合废钢预热烟气温度调节技术,实现低成本地环保生产。

  CISDI-GreenEAF电弧炉设计中借助于三维仿真技术,对关键零部件倾动平台、炉盖提升旋转机构、电极升降立柱等全新优化设计,提高系统的强度和刚度,改善电弧炉工作时运行品质,降低了维护工作量,有效减少因设备故障导致的停机时间。

  CISDI-GreenEAF节能环保电弧炉采用了斜轨料车自动上料技术,取消了吊车装料环节。采用多批次小批量装料(4~5次加料),配合大容量留钢操作和废钢预热技术,降低了冶炼过程对电网的冲击,缩短了冶炼周期。斜轨倾翻料车采用了全机械倾翻,动作可靠,维护量小。

  CISDI-GreenEAF的加料为全密闭方式,在加料口配合除尘口开度控制,能够保证加料时粉尘和烟气最小的溢出,加料时无需打开炉盖,解决了开盖加料造成大量的热散失的问题;降低了生产过程的粉尘排放,提高金属收得率1~2%;同时粉尘排放的下降减少了整个车间的除尘风量,节约了除尘风机等设备投资和运行费用。

  此外,CISDI-GreenEAF全密闭的加料方式避免了开盖加料过程延长了炼钢过程的辅助时间、增加能耗的问题;减少电弧炉设备(炉盖,电极等)动作,降低了电弧炉设备的维护量。

  CISDI-GreenEAF采用电弧炉侧顶斜加料技术(Top-Side-Chute),在废钢预热室与电弧炉本体的接口侧相隔一定距离设置一个的调节挡料齿耙,通过挡料齿耙实现隔挡废钢或控制落料。在电弧炉加料过程中,挡料齿耙处于闭合状态,将废钢隔挡在预热室,电炉烟气经密封罩穿过挡料齿耙,穿透预热室中的废钢层,具有良好的预热节能效果。电弧炉侧顶斜槽加料,能通过控制落料点改善密闭加料过程中物料堆积在一侧造成的冶炼冷区的问题,使得电炉熔炼电弧加热更加均匀,从而提高电弧加热效率。

  CISDI-GreenEAF废钢预热时,通过调节旁路除尘管道和主除尘管的流量比例,对废钢预热后的烟气温度加以准确控制,在获得所需要的混合烟气温度后保持几秒,再进入急冷室急剧冷却,实现对烟气冷却过程的二噁英再次合成的抑制。

  该技术无需附加的烟气补燃(或少量补燃)便可以采用急冷技术抑制二噁英的再合成,满足国家相关排放标准,具有节能、治理费用较低等特点。

  CISDI-GreenEAF采用了CISDI自主开发的DMI-AC电极调节系统,该系统选用了智能化动态过程控制和能源输入最优化目标控制策略,具有最佳工作点的自动调整的功能,提高电能利用率,使电炉电气特性始终保持最佳状态等特点;同时DMI-AC电极调节系统电气响应时间60mS,达到国际领先水平,极大的提高了电弧燃烧的稳定性。配合CISDI自有的短网平衡设计以及大功率供电技术,穿井期电流的波动率33%、熔清期电流的波动率14%。此外该系统特有的防止电极折断硬件检测与防电极下滑检测功能,可以有效的降低冶炼过程中电极折断的概率。

  通过电路与磁场计算相结合的方法,准确计算得到电炉大电流系统的三相阻抗值,电弧炉短网计算误差≤5%,三相阻抗不平衡度≤3%;自主开发参数化短网计算软件,短网设计中将机械结构与电气参数相结合,具有更高的稳定性和可靠性。

  通过对电极系统的共振问题研究,解决电极频繁启停及系统刚性问题,减少电极系统的共振问题,从而有效解决石墨电极折断带来的热停工及成本增加的事故发生,为高效稳定的生产提供保障。

  第一套在建的CISDI-GreenEAF将于2018年3月建成投产,该电弧炉采用了电弧炉侧顶斜槽加料(Top-Side-Chute)的废钢预热技术,来提高装备的可靠性,改善废钢预热型电弧炉的冷区,独特的斜槽预热设计,符合烟气流场分布规律,具有良好的废钢预热效率,能显著降低电弧炉的冶炼电耗;全密闭式加料以及加料口结构配合除尘口开度控制,能够减少加料时粉尘和烟气的溢出,改善了车间内环境;废钢预热系统自带了废钢预热二噁英抑制功能,利用烟气急冷技术能够从源头抑制二噁英再次合成;此外,该项目采用自主开发的DMI-AC电极调节系统,具有快速的电气响应特性,自动调整最佳工作点,能有效提高电能利用率。

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