【正文】 以下4種型式。因此工業(yè)發(fā)達國家的主要電氣設備制造公司都生產(chǎn)和積極推廣這種裝置，應用最廣，使用例子是大量的，是發(fā)展的主流，正如專家撰文所總結(jié)的“尤其在控制電弧爐負荷產(chǎn)生的閃爍時幾乎都采用這種型式”。并且設計時要預留一定的過載能力。 （3）晶閘管開關(guān)控制電容器型 即TSC型，見圖1(c)，這種類型SVC的特點是反應時間快（10~20ms），能分相調(diào)節(jié)、直接補償、裝置本身不產(chǎn)生諧波、損耗小，但是它是有級調(diào)節(jié)，綜合價格較高，因而也未得到廣泛應用。 （4）自飽和電抗器型 即SSR型，見圖1(d)，SSR型SVC裝置由于原材料消耗大，噪聲大，補償不對稱電爐負荷自身產(chǎn)生較多諧波電流，不具備平衡有功負荷的能力，加上制造復雜等因素，在近階段的應用日趨減少。由于SVC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)擴大到容性區(qū)，所以濾波器與動態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián)，這樣既滿足無功補償、改善功率因數(shù)，又能消除高次諧波的影響[3]。 （1）單調(diào)諧濾波器 一階單調(diào)諧濾波器見圖2(a)，優(yōu)點是濾波效果好，結(jié)構(gòu)簡單；缺點是電能損耗比較大，但隨著品質(zhì)因數(shù)的提高而減少，同時又隨諧波次數(shù)的減少而增加，而電爐正好是低次諧波，主要是2~7次，因此，基波損耗較大。三階單調(diào)諧濾波器見圖2(c)，是損耗最小的濾波器，但組成復雜，投資也高，用于電弧爐系統(tǒng)中，2次濾波器選用三階濾波器為好，其它次選用二階單調(diào)諧濾波器。當在電弧爐系統(tǒng)中采用，對5次以上起濾波作用時，通過參數(shù)調(diào)整，可形成該濾波器回路對5次及以上次諧波形成低阻抗通路。第 ① 類組合對高次諧波濾波效果要差一些，但電能損耗低些；第 ② 類組合對高次數(shù)濾波效果好，分工也明確，設計也簡單容易些。 除了在擾動嚴重的場合必須采取以上外部抑制措施外，還可在閃變水平并不很高的許多情況下，通過改善電弧爐的運行條件即可對電壓閃變進行有效控制，如優(yōu)化電弧爐的電氣參數(shù)；在關(guān)鍵時刻修訂電力使用計劃；在一定時期改變電弧長度；改善廢鋼裝載作法；采取預熱、吹氧、添加助燃物質(zhì)等措施[4]。我國SVC在電弧爐的應用情況也是如此，如廣州鋼廠、韶關(guān)鋼廠、珠江鋼廠、天津大無縫鋼管廠、福建馬尾中鋼廠、齊齊哈爾鋼廠等的電弧爐全是不謀而合地引進了TCR型SVC，在電弧爐上采用國產(chǎn)SVC裝置，且現(xiàn)已投入運行的有大冶鋼廠雙50t高功率電爐、遼寧東洋鋼廠等。在同一車間，所選電爐容量的類型一般認為不超過兩種為宜。為了確定電爐的容量和座數(shù)，首先要估算每次出崗量q：式中 Ga—車間產(chǎn)品方案中確定的年產(chǎn)量，100t；τ—冶煉周期，55min=；η—作業(yè)率，100%本設計取90%；Y—良坯收得率，連鑄一般95%~98%,本設計取98%；帶入數(shù)據(jù)計算得 q=120t。 (3) 作業(yè)率指標作業(yè)率：90%(4)材料消耗指標a金屬材料消耗一般為廢鋼、返回廢鋼、合金料于脫氧合金。c耐火材料消耗。d其它原材料消耗:電極和工具材料。車間設計產(chǎn)品大綱見下表：(5)連鑄生產(chǎn)技術(shù)指標：連鑄比鑄，坯成坯率，連鑄收得率生產(chǎn)的鋼種：主要生產(chǎn)Q215，年產(chǎn)量100噸，連鑄坯尺寸選取200200mm方坯；．1電弧爐設計要求電弧爐的整體設計是包括機械、電氣、熱工、冶煉、耐火材料等多門專業(yè)的工程。正確設計電弧爐應保證爐子生產(chǎn)率高，電能、耐火材料和電極的單位消耗低，同時應滿足多品種的鋼冶煉時冶金反應的順利進行。～45176。計算參數(shù)要求：1）求出爐內(nèi)鋼液和熔渣的體積，一般常以爐容量的公稱噸位來進行計算；2）計算熔池直徑和熔池深度；3）確定熔煉室直徑和熔煉室高度；4）確定爐頂拱高和爐蓋厚度；5）決定各部分爐襯尺寸和爐殼直徑；6）決定變壓器功率與電壓級數(shù)和大小；7）求出電極直徑；8）確定電極分布圓直徑即三級心圓直徑。熔池最好的形狀是由截頭圓錐和球缺組成的錐球型內(nèi)型，爐坡傾角為45176。這樣的形狀可保證爐料加速熔化，且易砌筑和修補方便，以及易于保持熔池形狀。 (11)式中 G——爐子額定容量，t V。=。次比值愈大則增大渣——鋼接觸面積，有利于鋼水精煉，所以，爐中還原精煉期較長的工藝宜取≈5,～4，此處選取=5。爐門坎平面應高于渣液面2040mm，爐缸與爐壁連接面應高于爐門坎面3070mm，減輕爐渣對爐坡連接縫處的侵蝕。 表格 11電弧爐爐壁高度計算值爐子容量，t爐壁高度H1,，m0．1250100400由于電爐容量為=100噸，所以選取爐壁高度：H1= (16) 則H1=≈13612mm熔化室的容積加上爐缸的容積應能容納一爐所需廢鋼鐵料，在合理的配料比其中重型、中型廢鋼占有較大比例時，按表11所定熔化室容積是合適的。、熔化室上部直徑采用耐火材料爐壁，特別是散裝料與粘結(jié)劑打結(jié)爐壁時，一般用大塊打結(jié)磚，內(nèi)壁作成向外傾斜，這樣，爐壁上部的厚度減薄，耐火材料消耗減少，爐壁穩(wěn)定且易于修補，同時使熔化室容積增大，可多裝比重輕的爐料?！?176。 （17）則D1=≈4841mm爐頂拱高h3爐頂拱高h3與熔化室直徑D1的關(guān)系：=～（因爐頂磚材質(zhì)不同而異）電爐爐頂用磚多為高鋁質(zhì)專用型磚，則取h3=D1=4841*9≈538 mm （18） 爐頂厚度δR是按耐火材料的熱阻計算和實際經(jīng)驗決定的，推薦如下：對20t以下的爐子 δR=230mm對20t及20噸以上的爐子 δR=300mm對100噸以上的爐子 δR=350mm砌爐頂時，磚縫小于2mm，磚與磚高低凹凸差小于5mm，以“人字形”砌法最為普遍。爐壁爐壁厚度是指D，平面上的厚度，即爐壁的最大厚度。計算所依據(jù)的條件是爐子在操作末期爐殼被加熱的溫度不得超過1500～200176。計算指出，爐襯厚度對熱損失的影響只在一定范圍內(nèi)是顯著的。通常，對于10～40t的爐子，爐襯耐火磚層厚度為345mm，絕熱層厚度為75mm。為滿足以上的要求，爐底應由砌磚層和打結(jié)層組成，砌磚層下部要有較低的導熱性。可采用表21推薦的數(shù)據(jù)。當裝有電磁攪拌設備時，爐底厚度應減薄10～15%。大于80t的爐子最好裝兩個加料門，有正門（對出鋼口）和側(cè)門，一般正門和側(cè)門成90度布置。有的資料介紹，爐門寬B=(～)DB=，爐門高h=(～)B,可作參考。出鋼槽采用角鋼或棉板作成，斷面為槽形，固定在爐殼上，且上傾10176。槽內(nèi)用高鋁磚或用瀝青浸煮過粘土磚砌成，目前大多數(shù)采用預制整塊的流鋼槽磚，襯質(zhì)有用高鋁磚、鋁鎂質(zhì)、高溫水泥質(zhì)搗打成型。爐子的變壓器功率及電極參數(shù)確定 爐子的變壓器功率在電弧爐的整個熔煉過程中，各個階段所需要的能量不同，應根據(jù)爐內(nèi)的溫度情況，即熱負荷的程度，以及熔煉操作對電能的要求來供給。目前通常是以每1000KVA變壓器功率每晝夜的合格產(chǎn)量定為爐子的生產(chǎn)率標準。較小的數(shù)值適用于小容量電爐。則對于所設計的爐子，所需變壓器的功率為： P=410*100247。在功率一定時，工作電壓提高可以減小電流，因而可提高ηel及Cosψ。Prat1/3；對酸性電爐 U=70+15電壓級數(shù)決定與最高一級電壓和各個冶煉期對爐子供給電能的不同要求，一般為：最高級電壓（V） 200～250 250～300 320～400 ＞400二次電壓級數(shù) 2～4 4～6 6～8 8～18電壓級數(shù)的一半用高壓繞組三角形聯(lián)接獲得，另一半用星形聯(lián)接獲得。400001/3=513V采用8級電壓，中間各級電壓為：三角形聯(lián)接 1級 513V2級（513） 436V3級（436） 370V4級（370） 315V星形聯(lián)接 5級（513/31/2） 296V 6級（436/31/2） 252V 7級（370/31/2） 214V 8級（315/31/2） 182V電弧爐多半采用直徑600mm以下、長2500mm以下的圓形截面石墨電極。每根電極之間采用石墨端頭聯(lián)接，以保證接合處緊密。電極具有很大的比電阻，當電流流經(jīng)電極時發(fā)熱，此時約有8%的電能損失。但當電極直徑增大時，電極表面積增大，又會散失更多的熱量。另外為減少每噸鋼的電極消耗，露出爐頂?shù)牟糠謱κ姌O其溫度不允許超過500℃，而對碳素電極則不允許超過400℃。I2ρed）/Ked]1/3 cm式中： I為電極上的電流密度，A； ρed為石墨電極500℃時的電阻系數(shù)，Ω即ρed=10Ω對變壓器功率為54813KVA，二次電壓為513V的條件下，電流密度為：I=（103Prat）/（31/2U）=（100040000）/（31/2513）=45019A則電極直徑為：ded=[（45019210）/（104）]1/3≈于是，可以校核此電極電流密度為：45019/[（π/4）]=石墨電極的電流密度允許值，依直徑不同而有所變化：電流直徑，mm 100 200 300 400 500 600電流密度，A/cm2 28 20 17 15 14 12上述校核的電流密度顯然是在允許范圍內(nèi)，因此可行。比值DP/DB決定電極在爐中取得位置，同時也決定爐內(nèi)熱量的分布。電極分布圓直徑與DB有如下關(guān)系：DP/DB≤～則DP===*4000=1200mm.電爐公稱容量t跨度m吊車軌面標高m工作平臺標高m車間布置方式51020305090182121241821212424991414161819445567縱向布置地坑式縱向布置地坑式縱向布置地坑式橫向布置高架式橫向布置高架式橫向布置高架式偏心度或叫偏心距，即出鋼口中心到爐體中心的距離，用E表示。出鋼口偏心距的確定，在滿足出鋼口填料與維護方便的條件下，應盡量小。通過相關(guān)文獻確定對于本設計120t電爐設計E=。出鋼箱與爐體（殼）的連接要滿足耐火材料能平滑過渡，故要求相切，其切角隨著爐殼直徑的增大而減小，90176。本設計100t電爐取95176。出鋼口類似鋼包水口，所用耐火材料材質(zhì)為鎂碳磚。為防止變形，密封處的蓋板和出鋼口尾磚均有石墨構(gòu)成。密封蓋固定在一個空心軸上，軸內(nèi)通水冷卻，軸安裝在電弧爐搖架下部，用液壓缸將軸快速轉(zhuǎn)動到一定角度，即可實現(xiàn)出鋼口開啟和關(guān)閉。機械裝置為了保證無渣出鋼，應避免出鋼箱上部的鋼水產(chǎn)生漩渦，即應在爐體傾動至最大角度結(jié)束出鋼時，使爐內(nèi)仍保留一部分鋼水。/s。向出鋼口最大傾動15176。電爐應設傾動液壓缸與傾動搖架結(jié)構(gòu) 散裝材料、鐵合金供應 成分鋼種CSiPS PCrNiCuMn碳工鋼45~~≤≤≤≤~彈簧鋼T8~≤≤≤≤~不銹鋼1Cr18Ni9Ti≤≤≤≤~17~19配料計算配料任務在于確定爐料的化學組成及其配比。|（1）配料原則1）配料的準確性即爐料成分準確2）合理利用廢鋼，廢鋼的化學成分符合所煉鋼種要求，另外，當采用氧化法冶煉時，應大量使用普通廢鋼；而在采用返回法時，必須使用優(yōu)質(zhì)返回鋼。當廢鋼含碳量不能滿足配碳要求或廢鋼來源不足時，可以配入部分生鐵或廢鐵，其配比氧化法可達40%，返回法則約為10%。碳：確定配碳量，應考慮熔化期的燒損，氧化期的脫碳量及還原期的增碳量。錳：對于一般鋼種，化清錳含量一般不做要求，但對于某些重要的結(jié)構(gòu)鋼，%，以免抑制沸騰，錳的燒損為50~60%。配料成分（%） 一般結(jié)構(gòu) 軸承鋼 工具鋼 不銹鋼P ≤ ≤ ≤ ≤S ≤ ≤ ≤ ≤電弧爐煉鋼碳素廢鋼成分（%）種類 元素CSiMnCr或Ni低C鋼中C鋼高C鋼終插鋁量（鋁條含鋁99%）低碳鋼 [C]＜% ~中碳鋼 [C]~% ~高碳鋼 [C]＞% ~配料量=裝入量－鐵合金總補入量－鐵礦進鐵量礦石進鐵量=礦石加入量鐵礦含鐵量鐵的回收率 %計算，鐵礦含鐵量約50%~60%，鐵的回收率約為801%。X+Y+=%+%Y+=%得X= Y=故本爐爐料的配比為：返回鋼= 中碳廢鋼= 中碳廢鋼= 生鐵=（2)插鋁 (3)返回吹氧法配料計算 用返回吹氧法冶煉1Cr18Ni9，爐料綜合回收率