2500KVA巖棉生產(chǎn)線電渣爐技術(shù)方案資料

1、2500KVA巖棉生產(chǎn)線加熱電爐技術(shù)方案 江蘇德誠冶金電爐設(shè)備有限責(zé)任公司二一五年七月十日 目錄1總論- 3 -2 項(xiàng)目建設(shè)條件- 3 -3 建設(shè)范圍及生產(chǎn)線組成- 4 -4 電爐加熱- 5 -5 車間組成及布置- 12 -6 車間主要生產(chǎn)設(shè)備- 12 -7電爐輔助配套部分- 16 -1總論沾化縣煒燁鎳業(yè)公司投資建設(shè)1臺(tái)2500KVA電渣爐用于生產(chǎn)巖棉的技術(shù)方案。1.1 項(xiàng)目名稱日產(chǎn)100噸巖棉生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目之2500VA電渣爐1.2 項(xiàng)目單位沾化縣煒燁鎳業(yè)公司1.3項(xiàng)目建設(shè)單位江蘇德誠冶金電爐設(shè)備有限責(zé)任公司1.4設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和主要原則(1) 根據(jù)當(dāng)前的國際節(jié)能減排趨勢(shì)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。(2)

2、 依據(jù)需方用于巖棉生產(chǎn)線每小時(shí)4噸爐渣的處理能力。(3) 采用國內(nèi)、國際先進(jìn)可靠的技術(shù)和設(shè)備，使項(xiàng)目建成后的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到同行業(yè)領(lǐng)先水平。(4) 科學(xué)合理降低項(xiàng)目的建設(shè)投資和運(yùn)營成本,為企業(yè)創(chuàng)造最大利益。2 項(xiàng)目建設(shè)條件建設(shè)地氣象條件和地理?xiàng)l件（暫缺）?？拐鹪O(shè)防烈度暫按8度考慮（可按照用戶國家要求設(shè)計(jì)）。3 建設(shè)范圍及生產(chǎn)線組成3.1 建設(shè)范圍1臺(tái)2500KVA爐渣加熱電爐。我公司主要方案和報(bào)價(jià)范圍為電爐、加料口（不含雙梁橋式吊車）、電爐主體的機(jī)械、電氣（電控）。3.2裝備水平電爐結(jié)構(gòu)型式為矮煙罩半封閉、全液壓、石墨電極、移動(dòng)式精煉電爐結(jié)構(gòu)形式。如果業(yè)主要求可設(shè)計(jì)為礦熱爐形式。3.2.1冶煉

3、電爐a 電爐變壓器暫按35kV（10KV）進(jìn)線考慮，電爐變壓器二次側(cè)端采用上部板式出線；b 短網(wǎng)采用銅排、水冷母線；c 采用鑄造銅瓦；d 采用碟簧夾緊裝置；e 電極升降采用液壓方式；4 電爐加熱液態(tài)渣2500kVA電爐循環(huán)冷卻水煙道4.1生產(chǎn)工藝流程（見圖一） 液渣槽冷卻器離心機(jī)風(fēng)機(jī)反吹風(fēng)機(jī)成型粉塵布袋除塵器野風(fēng)閥排放 圖一、生產(chǎn)工藝流程簡圖 生產(chǎn)工藝流程見上圖，圖中主要是電爐加溫的部分工藝。4.2生產(chǎn)工藝簡述4.2.1 爐渣的化學(xué)成分。爐渣中AlO3過高會(huì)影響巖棉的絲長和韌性，所以盡可能控制使用含AlO3超過20%以內(nèi)的液態(tài)渣，SiO2的含量高于45%。下表為貴公司的爐渣主要成分編號(hào)Al2O

4、3CaOMgOSiO2L15 07-011613-2.274.9729.0046.12L15 07-011615-1.865.2825.6846.03CaO-MgO-SiO2-Al2O3系相圖由于冶煉鎳鐵合金的紅土鎳礦來源不一，相應(yīng)的爐渣成分有所差別，渣系成分不同其液態(tài)渣的熔點(diǎn)和粘度不同，密度和高溫導(dǎo)電性也有加大的差距，具體需要加熱的時(shí)間和溫度、二次電壓和電流，要根據(jù)不同渣系成分總結(jié)，同時(shí)將CaO-MgO-SiO2-Al2O3系相圖做為參考。 一般爐渣的密度為2.72.74g/cm2,熔點(diǎn)因成分不同差別較大，見上面的渣系相圖。4.2.2電爐加熱爐渣的工藝。電爐加熱為斷續(xù)加熱，電爐出渣為連續(xù)出渣

5、。初次開爐。初次開爐應(yīng)先將電爐爐襯及電極加熱升溫，一般可采用木材、焦炭或煤吹壓縮空氣，使?fàn)t內(nèi)壁溫度上升到650以上時(shí)可清除爐內(nèi)的石塊等雜物后將干凈的液態(tài)爐渣用鐵水包通過巖棉生產(chǎn)線的行車提升至爐蓋加料口緩慢加入電爐，初次開爐時(shí)可一次或數(shù)次加入2025噸進(jìn)行加溫并烘爐，在正常開爐期間每次加入的熔融渣量應(yīng)不大于6噸，然后提起電極給電爐送電進(jìn)行加熱，加溫送電時(shí)間一般根據(jù)所加入液態(tài)渣的質(zhì)量和溫度控制在815分鐘，停電保溫，等待下次的加料后再送電加熱，同時(shí)注意爐內(nèi)保持一定的余量和渣流。新開爐的前幾次的加熱時(shí)間稍長一些，因?yàn)闋t壁的溫度較低，爐內(nèi)爐渣降溫較快。加熱過程監(jiān)控好溫度的變化。電爐爐內(nèi)和爐前出鐵產(chǎn)生的

6、煙氣通過電爐煙氣除塵器進(jìn)行凈化，清潔氣體排入大氣。電爐煙氣除塵器采用箱式小布袋過濾在線清灰的方式。整個(gè)煙氣除塵器由管道、旋風(fēng)除塵器、空冷器、除塵器、主風(fēng)機(jī)和煙囪組成。4.2.3爐渣加熱升溫計(jì)算：下表中爐渣1300的平均比熱為1.3632KJ/（kg·），1500的平均比熱為1.3406KJ/（kg·），從1300加溫到1500的平均比熱按1.3519KJ/（kg·）計(jì)算，4000kg液態(tài)渣升溫所需能量為：4000×1.3519×（1500-1300）=1081520（KJ）=300.42（KWh）1KWh=3600KJ那么加熱4噸液態(tài)爐渣從升溫

7、從1300加溫到1500所耗電量約為300KWh的電，為了每次新加入的較低溫度的爐渣不影響爐內(nèi)的現(xiàn)有液態(tài)爐渣1450連續(xù)流出要盡快升溫到1500，當(dāng)爐內(nèi)仍有20噸1450液態(tài)渣，再加入4噸1300液態(tài)渣時(shí)爐內(nèi)的料會(huì)很快混合起來，那么混合后的溫度為t。由公式 Q=Cmt 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)仍按平均比熱1.3519KJ/（kg·）計(jì)算。20000×（1450-t）=4000×（t-1300）由此解得t=1425。當(dāng)爐內(nèi)有10噸1450液態(tài)渣，再加入4噸1300液態(tài)渣時(shí)爐內(nèi)的料會(huì)很快混合起來，那么混合后的溫度為t。由公式 Q=Cmt 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)仍按平均比熱1.351

8、9KJ/（kg·）計(jì)算。10000×（1450-t）=4000×（t-1300）由此解得t=1407。該溫度下的熔融渣仍然不大影響渣的流出。當(dāng)爐內(nèi)有10噸1450液態(tài)渣，再加入8噸1300液態(tài)渣時(shí)爐內(nèi)的料會(huì)很快混合起來，那么混合后的溫度為t。由公式 Q=Cmt 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)仍按平均比熱1.3519KJ/（kg·）計(jì)算。10000×（1450-t）=8000×（t-1300）由此解得t=1383。該溫度下的熔融渣就有可能影響渣的流出，所以對(duì)于渣系相溫度較高的渣可適當(dāng)增加加溫時(shí)間。具體低溫渣加入多少量不影響連續(xù)的巖棉生產(chǎn)主要看一是爐渣

9、的成分組成二是爐內(nèi)高溫渣的多少和新加入低溫渣的多少，具體情況要經(jīng)過實(shí)際總結(jié)。電爐容量的確定。為不影響連續(xù)出渣和盡可能降低影響出渣口渣的溫度變化，電爐的加熱時(shí)間要短，電爐保溫要好。每加入4噸低溫渣電爐加熱時(shí)間一般保證在8分鐘之內(nèi)，如不考慮電爐的散熱，8分鐘應(yīng)消耗電量300KWh，那么電爐的大概容量：S=300/8×60=2250（KVA）實(shí)際考慮散熱和延長加熱時(shí)間來綜合因素，電爐容量確定為25003200KVA已是足夠。4.3 電爐生產(chǎn)能力4噸1300加熱時(shí)間是8分鐘左右，也就是說每小時(shí)可加熱一次，時(shí)長為8分鐘，但如延長加熱時(shí)間和增加爐體內(nèi)的渣量時(shí)也可適當(dāng)增加加入低溫渣的量，建議正常加

10、溫時(shí)每次加入低溫渣的量一般控制在46t/h,最大量不要超過8噸，每天的最大生產(chǎn)量按160t/d（日加熱時(shí)間610.7小時(shí)），正常生產(chǎn)量96t/d。4.4原材料技術(shù)條件4.4.1 電源電爐可采用35KV或10KV電源，安裝容量為2500KVA，為便于控制在電爐操作臺(tái)上安裝電爐分合閘控制及信號(hào)。動(dòng)力用電采用0.4KV電源，電源容量按照巖棉生產(chǎn)線的用電設(shè)備總體考慮，電爐配套的動(dòng)力用電設(shè)備主要為25/5t雙梁行車、電極加接單梁吊、電極升降等液壓站和爐體移動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，該部分總?cè)萘考s140KW。電爐停送電控制電源從現(xiàn)有的220V直流電源引出一路。4.4.2 爐渣從現(xiàn)生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中收取部分液態(tài)渣，要保證渣液中

11、無大顆粒耐火材料等，以免影響續(xù)流出爐，每小時(shí)需量為4噸左右。加入的爐渣溫度不得過低，否則直接影響添加溜槽的暢通。4.5 電爐主要參數(shù)（見表4）電爐主要參數(shù) 表4序號(hào)名 稱單位數(shù) 量備 注1電爐變壓器容量KVA25002一次側(cè)電壓KV35（10）3一次側(cè)電流A41.24（144.3）4二次電壓（5）5二次常用電壓V1506二次常用電流A9622.87調(diào)壓方式無載電動(dòng)調(diào)壓8電源頻率Hz509電爐功率因數(shù)Cos0.9210電極直徑350石墨11電極電流密度A/21012電極極心圓直徑100013爐膛直徑360014爐膛深度160015爐殼直徑400016爐殼高度220017

12、電極工作行程12005 車間組成及布置車間平面布置見附圖。經(jīng)濟(jì)的方法，可考慮1臺(tái)電爐與兩條成棉生產(chǎn)線構(gòu)為一個(gè)車間，車間長度和寬度主要依據(jù)巖棉生產(chǎn)線部分。電爐的具體布置見附圖。變壓器跨布置。共設(shè)2層平臺(tái)，即±0.0m、+5.0m，二層平臺(tái)的高度要結(jié)合巖棉生產(chǎn)線的情況來做最后決定。在電爐旁分別布置有爐變室、電爐控制室、液壓站等。6 車間主要生產(chǎn)設(shè)備6.1 渣包運(yùn)輸系統(tǒng)6.1.1 過跨軌道小車一般來說，巖棉生產(chǎn)線要建在出電爐車間的另一個(gè)車間，所以從鎳鐵冶煉電爐里出來的液態(tài)渣最好是通過保溫渣包運(yùn)輸?shù)綆r棉生產(chǎn)線的車間，再用專用行車提起渣包將液態(tài)渣從加熱爐的頂部加料口加入爐內(nèi)（為安全起見加低溫渣

13、時(shí)需停爐）。6.1.2 低溫渣加入專用行車 行車為25/5t A6級(jí)（具體根據(jù)渣包的重量配置），主要是將低溫液態(tài)渣加入加熱爐內(nèi)。6.1.3 電極加接電動(dòng)單梁吊。在電爐頂部設(shè)置2t單梁吊，以起吊電極、下放電極和加接電極。6.2 電爐的主要系統(tǒng)和構(gòu)件6.2.1 水冷電纜是將電爐變壓器出線角形連接銅排到電爐銅瓦的導(dǎo)電通水軟電纜，其作用是將電能通過水冷電纜由變壓器角形連接銅排送到銅瓦上。每相的水冷電纜選用2200mm2，平均電流密度約2.18A/mm2。6.2.2 銅瓦每相電極銅瓦有兩塊，碟簧壓力環(huán)抱緊。銅瓦高度630mm，銅瓦弧長530mm，整體為鑄造結(jié)構(gòu)，通水電纜直接連接到銅瓦耳連接板上。銅瓦與石

14、墨電極的連界面平均電流密度為1.5A/cm2。6.2.3 壓力環(huán)。壓力環(huán)采用兩半的半開合結(jié)構(gòu)，抱緊由碟簧抱緊，打開由油缸可碟簧的壓力打開下放電極。壓力環(huán)的兩端和電極升降油缸做球形連接，油缸直接吊裝在上部平臺(tái)上。 電極下放。電極下放和加接必須是電爐處于停電狀態(tài)，并有可靠的安全措施，方可下放。電極加接電動(dòng)葫蘆夾緊上部，然后升起導(dǎo)電橫臂。加接電極時(shí)，用電極加接導(dǎo)電葫蘆提起欲加接的電極，緩緩起升到短電極上部，點(diǎn)動(dòng)慢速下降將電極連接絲頭對(duì)接好點(diǎn)動(dòng)下降的同時(shí)旋動(dòng)電極，旋轉(zhuǎn)的力矩依據(jù)電極廠家標(biāo)準(zhǔn)。6.2.4液壓系統(tǒng)電極升降及松開電極均采用液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)主要包括液壓站、蓄能器組、控制回路。液壓站包括：油泵

15、、電機(jī)、調(diào)壓閥、單向閥、過濾器、油箱、溫度計(jì)、壓力表、液位計(jì)、濾油器、加熱器、冷卻器、蓄能器組。液壓站設(shè)兩套泵組，一用，一備。油泵采用恒壓變量柱塞泵，可靠、耐用、節(jié)能。油箱：有效容積0.6m³。系統(tǒng)工作壓力1214Mpa,蓄能器充氣壓力8-12Mpa。液壓介質(zhì)為46#抗磨液壓油。6.3煙罩及爐體煙罩是收集并排除電爐冶煉過程中產(chǎn)生的大量煙氣和爐塵的裝置，也是爐料加入的地方。煙罩采用封閉矮煙罩，煙罩蓋板可分瓣制作，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行安裝。它由水冷鋼骨架、水冷蓋板、側(cè)壁等組成。從電極極心圓外400mm向圓心內(nèi)的部分采用無磁不銹鋼，外部和側(cè)圈采用普通鋼材質(zhì)。骨架和頂蓋均為水冷，其上也噴涂高鋁耐

16、火澆注料。 煙罩高620mm，設(shè)置三個(gè)觀察小門。煙罩頂部設(shè)置三個(gè)電極和加料口及除塵煙管開孔。煙罩為圓形結(jié)構(gòu)，煙罩頂部極心圓外400mm以內(nèi)全部采用無磁不銹鋼制作水冷板，外圈采用普通鋼水冷板，下部打結(jié)耐火澆注料。爐體主要由耐火材料砌襯、鋼制爐殼和出鐵口組成。采用圓形爐殼，其鋼度大、結(jié)構(gòu)緊湊，容易制作。爐殼由厚度為18mm的厚鋼板和縱橫向的 加勁板分?jǐn)?shù)瓣焊接而成，爐底板為水平板，采用厚度為20mm的鋼板，安裝在混凝土基礎(chǔ)上的48a工字鋼排架上，通過工字鋼排架可形成良好的空氣通道以冷卻爐底。爐體設(shè)兩個(gè)出鐵口，一個(gè)維護(hù)或備用，另一個(gè)出爐。7電爐輔助配套部分7.1 電源及供電電爐車間的主要電氣設(shè)備有電爐

17、變壓器、低壓配電柜及操作臺(tái)等。生產(chǎn)車間主要?jiǎng)恿υO(shè)備為電爐控制液壓泵、雙梁橋式吊車、電動(dòng)單梁吊車及檢修電源等，動(dòng)力用電和照明用電采用三相四線制供電。雙梁橋式吊車、電爐控制、電爐冷卻水供水應(yīng)按2級(jí)負(fù)荷的雙回路設(shè)計(jì)。電爐高壓停送電操作、保護(hù)系統(tǒng)及事故照明采用220V直流電源系統(tǒng)。電爐變壓器用電由開關(guān)站35KV高壓電纜送至電爐變壓器，保護(hù)系統(tǒng)加裝避雷器和阻容吸收裝置可防止過電壓損壞電爐變壓器。饋出柜保護(hù)選用微機(jī)保護(hù)裝置。饋出柜的控制為本地和遠(yuǎn)程兩地控制，正常在操作臺(tái)操作，運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)和保護(hù)回路送至電爐控制室信號(hào)屏和開關(guān)站，便于操作和監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并有效保護(hù)電爐在事故狀態(tài)下能夠瞬時(shí)跳閘，以保證事故范圍不再擴(kuò)大。7.2 裝機(jī)容量電爐供電由1臺(tái)2500KVA變壓器供電，35（10）KV進(jìn)線；根據(jù)工藝要求，三臺(tái)單相電爐變壓器組合連接為Dd-0接線方式、強(qiáng)油水冷卻、無載電動(dòng)調(diào)壓共11級(jí)，可有效節(jié)能和防止諧波的產(chǎn)生，并有較強(qiáng)的過負(fù)荷能力，并滿足電爐直接用電烘爐和正常生產(chǎn)。