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摘要:在硅铁合金的冶炼生产中60%以上的成本是电能消耗,因此如何节电降耗降低成本提高生产效益是多年来国内外从事冶炼工艺生产的技术管理人员长期研究解决的关键问题之一。本人通过对冶炼工艺生产过程中的各个环节。生产指标的控制加之理论探讨与实际操作工艺上的总结 从而找出一些节能降耗的办法途径以及规律上的问题。对今后硅铁生产过程中希望能具有一定的参考遵循作用。
关键词:硅铁生产 节能降耗经济指标
生产硅铁及其铁合金产品的矿热炉,由三根电极通过低电压大电流按等边三角形方式并列吊挂在炉膛上。 三根电极的末端相互之间产生的短路电弧是深埋在料层里的。电流靠电极输入炉内并分成两个主要回路。一路通过料层从一相电极到另一相电极构成三角形回路,靠炉料电阻产生的焦耳加热炉料。另一路从电极端产生的电弧通过炉子底部未完全还原的溶化层到炉心底部的中心点,《铁水。熔渣 》构成星型回路。矿石的还原过程在较高的温度下才能实现。因此有相当数量及品种的铁合金都是在电炉里冶炼而得。反应所吸收的大量热能主要是由电能转变而来。它是一种耗电量十分巨大的电炉。因此产生单位重量的电能消耗是非常可观的大约占总成本的60%以上。
为了有效的利用电能,从事冶炼生产工作的人常常是既要深研物理、化学、冶炼原理。以便能充分掌握冶炼过程的反应机理。同时对于电工原理以及电能在炉内的电热转换也要进行更深入的研究探讨。这是因为前者是变化的根据,后者是变化的条件。我们通常都有三句话:原料是基础,设备是条件,操作是关键。
电炉能否达到高产优质底消耗则取决于电炉的功率消耗,电效率及热效率,当功率因数高时,才能从电网多取得一些有功功率,为高产创造有利条件。
要提高热效率,电炉炉体的绝热性能要强,及其散热面积足够小,比如将料面控制在于炉口平面以下,这样料面的表面积比高料面的表面积要小的多,从而散热面积也就大为减少了,同时环境空气尤其是冬季空气对流所带走的热量也就减少了,于此同时,炉前操作上还应勤扎眼透气,尽量减少料面刺火、空烧。避免过度的大翻炉等捣炉操作而造成的热损失,这也是不能忽视的,因为这些诸多不当的操作所造成的热损失是要靠大量的电能消耗才能弥补的。
当配料比合适,拌料均匀,炉况处理正常时,三相电极合理深插并处于满负荷运行时,我们通过实际观察发现当任一根电极电流与其它两相电极因各种原因而不平衡值超过5%以上时,功率因数则下降,当电流偏低不平衡时功率因数下降明显,有功减少产量大幅下降。当电流偏高不平衡时功率因数也下降有功增加。因此在配电操作上一定要避免三相电极电流的各种不平衡运行。
提高功率因数和电效率减少无功损耗就要求减少变压器短网等导电部分的有效长度,使阻抗尽可能低。在导电回路周围尽量减少闭合铁件的数量,如;吊挂件,支座件,夹持固定等的机件铁件。其闭合部位应采用不锈钢,或不导磁的螺杆焊接或连接。以消除不必要的磁滞涡流所造成的损耗。
一个时期内有许多人会产生一个误区,就是电极要深插有时会因此超负荷运行这样也可以解决问题啊,而且还能提高产量。我们以某厂一台3200KVA电炉为例:它的一次额定电流为52A,二次常用电压为87.5V,生产75%硅铁产品电气参数如下:
经观察统计从列表中的数据可大致反应出。虽然超负荷运行可稍微改善炉况,增加一些产量,但长期生产下来超负荷运行所提高的产量在多数情况下是不足以弥补所增加的电耗,基本上是呈现正比关系,得不偿失,我们从电炉特性的八种曲线中也能对比查得(即:功率因数曲线、电效率曲线、一次有功功率曲线、入炉有效功率曲线、有效相电压曲线、一次视在功率曲线、操作电阻曲线)①也能充分论证这一点。
通过长期实践证明:在电极培烧正常并下放得当,保持一定的工作长度,炉况正常时,出铁完成后,20分钟以后可以超负荷10%—25%运行。电流稳定运行50分钟后炉底坩埚生成铁水后负荷电流缓慢回到额定运行,在出铁前30分钟左右负荷电流降至额定电流值的8%—10%左右(每八小时出3炉铁),每炉冶炼2.5小时(产量可提高4%—8%左右),同时每吨电耗大约稳定在9500度/吨。这样有利于生产技术指标的提高。通过长期实际观察对大电流超负荷运行我们有了正确的认识。可用以下几点加以说明:
1、虽然电炉内的阻抗绝对值不大,但当电流越大,由它而产生的电压降,特别是功率损耗却很大。
2、电极电流大时在设备感抗中产生的无功电压降就大,相对的有功电压分量就小,在有功分量中设备电阻的有功电压降也随着电流的增大而增大,故随着电流的增大进入电炉实际的有效相电压却越来越小。
3.电流大时,无功电压降大,相应的电流与电压的角度差大,因而功率因数减小,这就是说电流大时功率因数低。因此大量超负荷运行并不是经济理想的。
4.电流大时有效相电压在有功功率分量中的比例却越来越小,相反设备电阻中损耗的电压在有功功率分量中所占比例却越来越增大。这就是说,电流大时电效率低,同时也说明超负荷运行经济技术指标并不是很好,此生产方式并不可取。
综上所述 ;
让设备在一定范围内有条件的超载运行那是可以的,但也只能是适可而止,实践已经证明这种低效率高损耗的不经济运行方式导致盲目的超载。结果只能是拼设备,从而造成事故频繁热停炉检修时间长,生产停顿。虽然短时间对炉况产量有一些积极因素,但其它经济技术指标都随之严重恶化确实是得不偿失。
正确的方法还是应该在原料,设备,工艺操作上很下功夫。只要电极合理的插深功率因数高,热效率高,电效率高,三者统一合理,各项生产技术经济指标才能达到理想的状态。
参考文献:
[1]杨洪祥主编.铁合金生产工艺.冶金工业部.上海机械工业出版社.1997
(责任编辑:张雄辉)
关键词:硅铁生产 节能降耗经济指标
生产硅铁及其铁合金产品的矿热炉,由三根电极通过低电压大电流按等边三角形方式并列吊挂在炉膛上。 三根电极的末端相互之间产生的短路电弧是深埋在料层里的。电流靠电极输入炉内并分成两个主要回路。一路通过料层从一相电极到另一相电极构成三角形回路,靠炉料电阻产生的焦耳加热炉料。另一路从电极端产生的电弧通过炉子底部未完全还原的溶化层到炉心底部的中心点,《铁水。熔渣 》构成星型回路。矿石的还原过程在较高的温度下才能实现。因此有相当数量及品种的铁合金都是在电炉里冶炼而得。反应所吸收的大量热能主要是由电能转变而来。它是一种耗电量十分巨大的电炉。因此产生单位重量的电能消耗是非常可观的大约占总成本的60%以上。
为了有效的利用电能,从事冶炼生产工作的人常常是既要深研物理、化学、冶炼原理。以便能充分掌握冶炼过程的反应机理。同时对于电工原理以及电能在炉内的电热转换也要进行更深入的研究探讨。这是因为前者是变化的根据,后者是变化的条件。我们通常都有三句话:原料是基础,设备是条件,操作是关键。
电炉能否达到高产优质底消耗则取决于电炉的功率消耗,电效率及热效率,当功率因数高时,才能从电网多取得一些有功功率,为高产创造有利条件。
要提高热效率,电炉炉体的绝热性能要强,及其散热面积足够小,比如将料面控制在于炉口平面以下,这样料面的表面积比高料面的表面积要小的多,从而散热面积也就大为减少了,同时环境空气尤其是冬季空气对流所带走的热量也就减少了,于此同时,炉前操作上还应勤扎眼透气,尽量减少料面刺火、空烧。避免过度的大翻炉等捣炉操作而造成的热损失,这也是不能忽视的,因为这些诸多不当的操作所造成的热损失是要靠大量的电能消耗才能弥补的。
当配料比合适,拌料均匀,炉况处理正常时,三相电极合理深插并处于满负荷运行时,我们通过实际观察发现当任一根电极电流与其它两相电极因各种原因而不平衡值超过5%以上时,功率因数则下降,当电流偏低不平衡时功率因数下降明显,有功减少产量大幅下降。当电流偏高不平衡时功率因数也下降有功增加。因此在配电操作上一定要避免三相电极电流的各种不平衡运行。
提高功率因数和电效率减少无功损耗就要求减少变压器短网等导电部分的有效长度,使阻抗尽可能低。在导电回路周围尽量减少闭合铁件的数量,如;吊挂件,支座件,夹持固定等的机件铁件。其闭合部位应采用不锈钢,或不导磁的螺杆焊接或连接。以消除不必要的磁滞涡流所造成的损耗。
一个时期内有许多人会产生一个误区,就是电极要深插有时会因此超负荷运行这样也可以解决问题啊,而且还能提高产量。我们以某厂一台3200KVA电炉为例:它的一次额定电流为52A,二次常用电压为87.5V,生产75%硅铁产品电气参数如下:
经观察统计从列表中的数据可大致反应出。虽然超负荷运行可稍微改善炉况,增加一些产量,但长期生产下来超负荷运行所提高的产量在多数情况下是不足以弥补所增加的电耗,基本上是呈现正比关系,得不偿失,我们从电炉特性的八种曲线中也能对比查得(即:功率因数曲线、电效率曲线、一次有功功率曲线、入炉有效功率曲线、有效相电压曲线、一次视在功率曲线、操作电阻曲线)①也能充分论证这一点。
通过长期实践证明:在电极培烧正常并下放得当,保持一定的工作长度,炉况正常时,出铁完成后,20分钟以后可以超负荷10%—25%运行。电流稳定运行50分钟后炉底坩埚生成铁水后负荷电流缓慢回到额定运行,在出铁前30分钟左右负荷电流降至额定电流值的8%—10%左右(每八小时出3炉铁),每炉冶炼2.5小时(产量可提高4%—8%左右),同时每吨电耗大约稳定在9500度/吨。这样有利于生产技术指标的提高。通过长期实际观察对大电流超负荷运行我们有了正确的认识。可用以下几点加以说明:
1、虽然电炉内的阻抗绝对值不大,但当电流越大,由它而产生的电压降,特别是功率损耗却很大。
2、电极电流大时在设备感抗中产生的无功电压降就大,相对的有功电压分量就小,在有功分量中设备电阻的有功电压降也随着电流的增大而增大,故随着电流的增大进入电炉实际的有效相电压却越来越小。
3.电流大时,无功电压降大,相应的电流与电压的角度差大,因而功率因数减小,这就是说电流大时功率因数低。因此大量超负荷运行并不是经济理想的。
4.电流大时有效相电压在有功功率分量中的比例却越来越小,相反设备电阻中损耗的电压在有功功率分量中所占比例却越来越增大。这就是说,电流大时电效率低,同时也说明超负荷运行经济技术指标并不是很好,此生产方式并不可取。
综上所述 ;
让设备在一定范围内有条件的超载运行那是可以的,但也只能是适可而止,实践已经证明这种低效率高损耗的不经济运行方式导致盲目的超载。结果只能是拼设备,从而造成事故频繁热停炉检修时间长,生产停顿。虽然短时间对炉况产量有一些积极因素,但其它经济技术指标都随之严重恶化确实是得不偿失。
正确的方法还是应该在原料,设备,工艺操作上很下功夫。只要电极合理的插深功率因数高,热效率高,电效率高,三者统一合理,各项生产技术经济指标才能达到理想的状态。
参考文献:
[1]杨洪祥主编.铁合金生产工艺.冶金工业部.上海机械工业出版社.1997
(责任编辑:张雄辉)