【正文】 電渣重熔爐 設(shè)備及性能 抽錠式電渣重熔爐 工作原理和特點(diǎn) 15 本設(shè)計(jì)采用固定的 T 型結(jié)晶器，抽錠式快速電渣重熔方式進(jìn)行生產(chǎn)。與傳統(tǒng)電渣重熔生產(chǎn)方式相比，在保證鋼錠凝固質(zhì)量的條件下，生產(chǎn)效率可提高 20～ 30%。電源形式為單相交流。采用液渣啟動(dòng)。5mm 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 采用兩級(jí)計(jì)算機(jī)（ PLC+工控機(jī)）自動(dòng)化控制系統(tǒng) PLC采用德國(guó) SIEMENS公司產(chǎn)品 生產(chǎn) 指標(biāo) 電耗 / ≤1300 熔化率 （ 最大 ） kg/h 1200 單錠生產(chǎn)周期 /h ≤24 13t 鋼錠 平均月產(chǎn)量 /t 350 13t 鋼錠 平均年產(chǎn)量 /t 4000 自耗電極重熔系統(tǒng) 自耗電極 17 生產(chǎn) φ6006000mm 鋼錠時(shí)需 2803253000 mm 連鑄方坯電極 6支。直流電機(jī)完成慢速升降，交流電機(jī)完成快速升降。 采用交流電機(jī)變頻調(diào)速帶動(dòng)立柱旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為 0~5176。 2. 結(jié)晶器 采用銅－鋼制結(jié)晶器，焊接結(jié)構(gòu)。5mm 。變壓器采用強(qiáng)油水冷， 1 用 1 備。高壓開(kāi)關(guān)采用真空斷路器以適應(yīng)電渣爐頻繁開(kāi)閉的要求。出墻的銅排到支臂的連接采用大截面集束水冷軟電纜。為保證低壓控制電源可靠供電，可采用雙電源饋電，低壓配電柜可實(shí)現(xiàn)雙電源自動(dòng)斷電切換。抽錠速度范圍為：慢速 2～60mm/min；快速 500 mm/min。其中內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)用于設(shè)備的直接冷卻，采用軟水閉路循環(huán)。上述信號(hào)通過(guò) PLC 的信息采集和處理，通過(guò)上位計(jì)算機(jī)的自 20 動(dòng)化控制軟件實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警，其中冷卻水路分水器安裝壓 力傳感器 。采用 軟 水閉路冷卻，然后通過(guò)熱交換器用工業(yè)清水冷卻純水。初始 21 煙氣含塵量為 5g/m3，煙氣中灰塵的主要成分為 Al2O CaF CaO、 Fe2O3等顆粒。立柱基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每個(gè)立柱對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)要求將兩者連成一體。 PLC 采用德國(guó)西門(mén)子公司的 S7300 系列產(chǎn)品和 ET200M 系列產(chǎn)品，并采用最先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線（ PROFIBUSDB）通訊，組成分布式 I/O 結(jié)構(gòu)。 22 監(jiān)控管理系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與 PLC 系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)設(shè)定控制策略，獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，監(jiān)視整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以及重熔過(guò)程中各個(gè)量的變化趨勢(shì)，故障報(bào)警等功能，幫助操作人員及時(shí)、全面地完成各種操作。變壓器過(guò)流、油溫過(guò)高、瓦斯等有關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)和參數(shù)由 PLC 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)與記錄并聯(lián)鎖到高壓跳閘、合閘控制中，通過(guò)高壓斷路器自動(dòng)跳閘，對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)。利用編碼器確定電極參考位置，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的 零速控制。 (4) 支臂伸縮 23 PLC 通過(guò)中間繼電器控制電磁閥來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓油缸，實(shí)現(xiàn)自耗電極在生產(chǎn)工位上的對(duì)中控制。熔煉過(guò)程可采用手動(dòng) /自動(dòng)控制。 (9) 卡頭放松由液壓缸及電磁閥控制?？刂萍?jí)根據(jù)對(duì)應(yīng)的曲線完成鋼錠重熔的控制，從而使系統(tǒng)具有多品種、多規(guī)格生產(chǎn)能力，適應(yīng)市場(chǎng)的各種需求。 (4) 實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì) 電極熔化過(guò)程的爐口電壓、二次電壓、熔煉電流、電極熔化速度、坯料位置、抽錠速度、變壓器油溫、循環(huán)冷卻水水溫、流量等可通過(guò)實(shí)時(shí)趨勢(shì)畫(huà)面選擇觀察，同時(shí)，也提供歷史趨勢(shì)畫(huà)面，以便于工藝分析，監(jiān)視冶煉工藝過(guò)程。 以上具體參數(shù)、功能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)要求進(jìn)行修改確定。各主要系統(tǒng)控制功率參考值如下： 車間干線 ：約 308KW（包括一臺(tái)電渣爐動(dòng)力電源、渣料烘烤裝置電源、退火爐 動(dòng)力電源等其它附屬設(shè)施用電） 車間照明 ：約 40KW 車間滑線 ：約 92KW 除塵系統(tǒng) ：約 50KW 泵房電源 ：約 120KW 其它 備用 ：約 190kW 另外從附近車間引一路 380V 備用電源，為電渣爐和泵房提供備用動(dòng)力 約 215kW。 另外， 車間 高壓配電室、 控制 室及 電氣 室的設(shè)計(jì)。 供配電方式及設(shè)備選型 6kV 系統(tǒng) 新建的 6kV 高壓配電室內(nèi)設(shè) 6kV 高壓真空開(kāi)關(guān)柜 1 臺(tái)（予留 5 臺(tái)的備用柜位），高壓配電柜內(nèi)安裝綜合保護(hù)裝置，該裝置具有電流速斷、過(guò)電流、過(guò)電壓、低電壓及接地等保護(hù)功能，并在控制室設(shè)置微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該配電室主要供電對(duì)象為： 1） 為一臺(tái) 2600KVA 電渣爐冶煉 變壓器 提供電源 。 34 電氣傳動(dòng)及控制設(shè)備 本 工程中 電渣爐 傳動(dòng)設(shè)備 中快速電機(jī)均 采用變頻調(diào)速，交流變頻調(diào)速傳動(dòng)裝置采用西門(mén)子公司的 6SE70 控制單元，傳動(dòng)系統(tǒng)與 PLC 之間采用 PROFIBUSDP網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊及聯(lián)鎖控制。 3） 控制電纜選用 ZRKVVR500V 型電纜。 2） 各類電氣室內(nèi)均按規(guī)定設(shè)置滅火器材。變配 35 電室和控制室選用熒光燈具。 自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成 電渣重熔設(shè)備 包括： 1） 電渣重熔 設(shè)備控制系統(tǒng)由 東北大學(xué) 提供。 過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng) 全部 PLC 及自動(dòng)化控制由 東北大學(xué) 提供 并調(diào)試 。 管線敷設(shè) 37 在本項(xiàng)目中管線敷設(shè)方式主要以電纜槽明敷設(shè)為主，自檢測(cè)點(diǎn)引入電纜槽部分的電纜穿管保護(hù)，根據(jù)實(shí)際條件采用明敷設(shè)或暗敷設(shè)，對(duì)有防爆要求的場(chǎng)合，采取阻燃電纜和阻燃電纜槽。 38 5 通 訊 為了滿足 XX 鋼 電渣重熔精鑄件 工程生產(chǎn)管理日常通信需要，設(shè)置行政調(diào)度電話系統(tǒng) 和無(wú)線對(duì)講系統(tǒng) 。 給排水外部條件 新建煉鋼廠區(qū)的所需要的生產(chǎn) 消防用水水源由甲方提供，接自 新建車間北側(cè) 的生產(chǎn) 消防及生活供水管，壓力 。 其主要 水質(zhì) 指標(biāo)見(jiàn)表 62。做法見(jiàn) 05S4 P7。春燥盛風(fēng)，夏熱多雨，秋晴氣爽，冬寒少雪。 能源消耗 車間動(dòng)力 部分 電量： 800kW/380V 冶煉用電 部分 電量： 2600KVA/ 除塵 1 臺(tái)電渣重熔爐產(chǎn)生的煙氣量為 1500Nm3/h。 44 8 土建 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)工藝及相關(guān)專業(yè)資料，需土建。采用機(jī)械抽風(fēng)排煙裝置，將煙氣經(jīng)與除塵煙罩相連的管道輸送至車間除塵系統(tǒng)，經(jīng)除塵系統(tǒng)后煙氣含塵量降為 50mg/m3 以下。該地區(qū)年平均氣溫℃ ， 極高氣溫 ℃ ， 極低氣溫 ℃ ；主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)，冬季為北風(fēng)，年平均風(fēng)速為 ；最大積雪厚度 30mm，年平均降雨量553mm，日最大降雨量 304mm，平均相 對(duì)濕度 %。 42 7 暖通空調(diào) 設(shè)計(jì)依據(jù) 1） 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500192021） 2） 《鋼鐵企業(yè)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 3） 相關(guān)專業(yè)所提技術(shù)資料 氣象資料 XX 地區(qū)屬北溫帶濕潤(rùn)地區(qū)，大陸性季風(fēng)氣候特征鮮明。 表 63 冷卻水的水質(zhì)要求 水質(zhì)項(xiàng)目 單 位 工業(yè)清水 軟水 PH 67 懸浮物 mg/l 7 2 濁度 mg/l 5 2 全硬度 mg/l (CaCO3) ≤ ≤ Ca 硬度 mg/l (CaCO3) ≤ 微量 M 堿度 mg/l (CaCO3) 1 Cl mg/l (Cl) 220 60 SO42 mg/l (SO42) 50 全鐵 Mg/l (Fe) ? 可溶性 SiO2 mg/l (SiO2) 200 微量 電導(dǎo)率 ?S/cm ?600 41 水質(zhì)項(xiàng)目 單 位 工業(yè)清水 軟水 TOC ?g/l 100 一期工程在車間 7~8 軸處建一座板式換熱器換熱站機(jī)組，一次冷卻水引自 XX 鋼 三高線循環(huán)水泵站，板式換熱器及循環(huán)水 泵房均為 2 臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，二期工程實(shí)施時(shí)，在車間西側(cè)建一座集中式循環(huán)水泵站，一期換熱機(jī)組車間占地改為生產(chǎn)用地。其中 結(jié)晶器、底水箱 用冷卻水為軟水。 設(shè)計(jì)范圍 電渣爐 車間的室內(nèi)給排水 及設(shè)備冷卻循環(huán)水系統(tǒng) 設(shè)計(jì)。 接地 在本工程自動(dòng)化系統(tǒng)接地采用與電氣專業(yè)及通訊專業(yè)聯(lián)合接地的方式。 兩 地顯示 ，二次電壓在線控制 。 2）液壓站的控制由 東北大學(xué) 負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng) 電源柜、 控制柜及變頻器柜放置在 電氣 室內(nèi)。 自動(dòng)化專業(yè)的設(shè)計(jì)范圍包括以上項(xiàng)目涉及的設(shè)備接線及施工圖設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 2） 6/ 電力變壓器采用 Yyn0 接線方式 （利用 XX 鋼 內(nèi)原有變壓器） 。 5） 電纜敷設(shè)采用沿電纜溝、電纜槽、穿管暗配等敷設(shè)方式。 配電線路的選型及敷設(shè)方式 1） 高壓電力電纜選用 。 低壓系統(tǒng) 根據(jù)用電負(fù)荷分布情況，新建 一期 車間擬建設(shè)一座 630KVA 箱式變壓器 ，為 車 間內(nèi) 各種 設(shè)備供配電 。 在車間南側(cè) 新建 1 座 630kVA 箱式變壓器，為車間提供動(dòng)力電源。 設(shè)計(jì)依據(jù) 1） 總承包合同的相關(guān)文件； 2） 國(guó)家相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范； 3） 相關(guān)專業(yè)所提的設(shè)計(jì)資料。 5 冷卻水系統(tǒng) 1 內(nèi)部閉路循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 1 套 2 外部循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 1 套 6 結(jié)晶器 1 Ф 600 800mm 1 套 2 Ф 280 320 800mm 1 套 二 輔助設(shè)備 1 渣料槽 2 件 2 臺(tái)稱 1 臺(tái) 3 渣料烘烤爐 1 臺(tái) 4 氣割工具 1 套 5 電極表面清理裝置 1 套 6 電極水平焊接機(jī) 含電極預(yù)熱裝置 1 套 7 鋼錠專用吊具 2 套 方、圓錠各一套 8 鋼錠傾翻機(jī) 1 臺(tái) 9 鋼錠退火爐 1 臺(tái) 10 常用工具 1 套 11 脫氧劑加料器 1 臺(tái) 12 除塵裝置 1 套 13 橋式起重機(jī) 32/5t 1 臺(tái) 表 控制系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)備 序號(hào) 分項(xiàng)名稱 規(guī)格型號(hào) 供貨方 數(shù)量 生產(chǎn)廠家 1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 28 PLC 系統(tǒng) S7300（ CPU3152DP）， ET200M 1 套 西門(mén)子 監(jiān)控系統(tǒng)（包括19〞液晶顯示器） 研華工控機(jī) IPC510 顯示器：三星 19”LCD 1 臺(tái) 臺(tái)灣研華 UPS KSTAR(1KVA) 1 臺(tái) 科士達(dá) 全套應(yīng)用軟件 ESCC 自動(dòng)控制系統(tǒng) () 1 套 編程軟件 STEP7 WinCC SP2 (1024點(diǎn) ) 1 套 西門(mén)子 2 傳動(dòng)控制系統(tǒng) 支臂慢速和抽錠慢速 直流調(diào)速器（ PROFIBUSDP） 3 套 西門(mén)子 支臂快速和抽錠快速 交流變頻器 3 套 臺(tái)灣臺(tái)達(dá) 支臂旋轉(zhuǎn)變頻器 交流變頻器 2 套 臺(tái)灣臺(tái)達(dá) 3 電控設(shè)備 低壓受電柜 機(jī)柜、空開(kāi)、銅母排、指示燈、指示表、雙路互投 1 臺(tái) KS 柜 PLC 主站控制柜 機(jī)柜、開(kāi)關(guān)電源、 自動(dòng)空開(kāi)、中間繼電器、隔離端子、電線電纜、線槽、端子等 1 臺(tái) KS 柜 直流控制柜 機(jī)柜、自動(dòng)空開(kāi)、接觸器、電抗器、端子 、過(guò)流繼電器、電抗器、電線電纜、線槽、端子等 2 臺(tái) KS 柜 交流控制柜 機(jī)柜、自動(dòng)空開(kāi)、接觸器、電抗器、端子 、過(guò)流繼電器、電線電纜、電抗器、線槽、端子等 2 臺(tái) KS 柜 主控操作臺(tái) 操作臺(tái)、開(kāi)關(guān)電源、按鈕、指示燈、指示表、電位器、報(bào)警蜂鳴器、端子等 1 臺(tái) 非標(biāo) 爐前操作臺(tái) 操作臺(tái) 、開(kāi)關(guān)電源、按鈕、指示燈、指示表、隔離端子、中間繼電器、電線電纜、線槽、端子等 1 臺(tái) 非標(biāo) 29 冷卻水控制箱 控制箱 、開(kāi)關(guān)電源、按鈕、指示燈、指示表、隔離端子、中間繼電器、電 線電纜、線槽、端子等 1 臺(tái) 非標(biāo) 4 檢測(cè)系統(tǒng) 鋼水液面檢測(cè) 1 套 監(jiān)控儀表 20 塊 XX 儀表廠 編碼器 7 個(gè) 長(zhǎng)春 流量開(kāi)關(guān) 5 套 德國(guó)圖爾克 流量計(jì) 3 套 德國(guó) E+H 溫度傳感器 5 套 東大 壓力傳感器 1 套 康宇 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 4 套 德國(guó) EBRO 隔離端子 20 件 電渣爐 動(dòng)力消耗 氮?dú)?