莱钢LF_60t钢包精炼炉工艺设备特点

简介
莱钢LF-60t钢包精炼炉工艺设备特点
陈国华 陈显著 刁玉兰 王景志
(炼钢厂)
摘 要:介绍了莱钢炼钢厂LF-60t钢包精炼炉的主要功能、设计特点、技术参数、工艺流程及设备结构特点。

关键词:精炼炉 工艺设备 性能
0 前言
莱钢炼钢厂为适应生产优质钢,提高产品质量和生产组织的需要,在4#转炉-4#连铸机生产线新建1座LF-60t钢包精炼炉及其配套设施,该精炼炉建成后,可根据市场需求生产耐候钢、耐火钢等附加值较高的钢种,能在很大程度上解决影响钢水质量的问题,同时还可以作为炉机之间的缓冲,保证炉机生产顺行。

1 钢包精炼炉的主要功能
主要功能有: 钢水升温或保温;钢水成分微调;!钢水脱硫;∀)钢水吹氩搅拌,均匀钢水温度及成份;#协调转炉和连铸机生产配合,减少钢水低温回炉,提高连浇炉数。

2 钢包精炼炉的主要设计特点
1)采用钢包回转台过跨布置形式,加热位在连铸跨,受包位在钢水接收跨,操作安全可靠。

2)采用复合导电横臂,降低短网阻抗,减少电损失与电极消耗。

3)采用有载调压,提高热效率,降低能量损失。

4)采用液压传动实现炉盖、电极升降与电极夹紧,工作平稳,操纵方便。

5)功能齐全,配备合金加料系统及四线喂丝机(在线喂丝)。

采用机械化自动加料系统,物料称量精度高。

作者简介:陈国华(1980-),男,2005年7月毕业于武汉科技大学机械工程及自动化专业。

现为炼钢厂机动科助理工程师,主要从事设备管理工作。

6)配备完善的除尘系统,改善环境。

7)采用PLC自动控制系统。

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钢包精炼炉的工艺流程
图1 工艺流程
4 钢包精炼炉的主要设备结构特点
LF-60t钢包精炼炉主要由机械设备、辅助设备及电气系统组成。

4.1 机械设备
包括钢包、钢包回转台、炉盖升降装置、水冷炉盖、电极升降装置、导电横臂及电极夹紧装置、液压系统、氩气系统、冷却水系统、压缩空气系统等。

1)钢包
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钢包由钢包体、滑动水口机构、执行机构、底吹氩装置组成。

钢包自由空间高度为400mm。

2)钢包回转台
钢包回转台由回转臂、回转轴承、回转驱动装置、回转定位装置、集中润滑装置、事故回转(气动马达)装置及专用管线组成,其功能:承载、回转、定位等。

回转台工作由电机-减速机驱动,变频调速,编码器定位;事故状态下采用气动马达驱动。

3)炉盖升降装置
炉盖升降装置由机座、升降立柱、导向轮装置、立柱高位锁紧装置、升降油缸及限位开关组成。

升降立柱安装在机架上,由液压缸驱动。

4)水冷炉盖
炉盖由水冷炉盖体、作业口操作门、气缸、进水分配器、金属软管、行程开关及联接件等组成。

水冷炉盖为密封式全水冷管式梯形炉盖,盖体用无缝钢管和特制弯头组焊而成,内部形成均流无死点的高效强制水冷循环。

炉盖内壁焊有挂渣钉,在冶炼过程中自动挂渣。

炉盖上除电极孔外,还开有合金加料孔(作业口)、喂丝孔。

操作门与合金加料孔均为水冷。

炉盖分大、小炉盖两层。

小炉盖由耐火材料整体打结,中间分布三个电极孔。

炉盖合金加料孔上方设置受料斗(受料斗下方加有气动插板阀),用于将合金加入炉子。

受料斗管与受料管为活套,其中受料管的下段通冷却水冷却。

受料斗管成斜形,方向偏向炉子中心,使合金料落到炉子的热区内。

炉盖操作门开闭采用气缸开启方式。

5)电极升降立柱装置
由升降立柱、立柱导向轮装置、升降油缸、立柱与横臂联接处绝缘件、紧固件、高压软管及行程开关等组成。

每根立柱设4组导向轮(分上下两层),通过压板调整与立柱间隙。

立柱为矩形端面,四周设轨道,材质为45#钢。

6)电极横臂及电极夹紧装置
电极横臂由三组铜钢复合导电横臂、铬青铜电极夹头、水冷不锈钢电极抱圈、电极夹紧缸、蝶形弹簧、冷却水管及高压胶管等组成。

电极横臂采用铜钢复合全水冷结构,电流密度∃4A/mm2。

三根横臂均为箱式结构,强制水冷保证足够的热态强度及刚度,分别由三根立柱带动独立升降运动。

电极夹紧装置置于横臂中,具有良好的工作环境,利用蝶簧夹紧,液压夹紧缸放松。

每相横臂与立柱间均设置绝缘。

电极抱圈的绝缘面进行陶瓷喷涂处理,相间具有良好绝缘保护。

中相横臂后段抬高,使整个短网导电臂部分呈三角形布置。

7)液压系统
由液压动力源电动机、恒压变量泵、循环冷却泵及电动机、不锈钢油箱、蓄能器组、电液比例阀、滑阀、压力表、加热器、冷却器、液位计、温度计、滤油器、阀台以及管件等组成。

液压回路主要有调压回路、炉盖提升回路、立柱升降回路、电极夹紧回路等。

该液压系统供电极升降、炉盖升降、电极夹紧与放松。

电极升降采用电液比例阀控制。

8)吹氩系统
主要由调压阀、压力表、流量计、电气定位器、气动薄膜调节阀、压力变送器、电磁阀、球阀、管路及支架等组成。

钢包底吹设有两路流量调节控制,气动薄膜调节阀流量调节,以满足每路30~260NL/m i n 的流量控制。

9)冷却水系统
主要由进水集合器、回水集合器、压力变送器、测量铂电阻、电磁流量计、球阀、金属软管及连接管道等组成。

冷却水冷却部位有:水冷炉盖、短网铜管、水冷电缆、导电横臂、电极夹头、变压器油水冷却器、液压系统等。

10)压缩空气系统
压缩空气系统包括进气阀、过滤器、减压阀、油雾器、空气净化附件及动作用电磁阀等。

压缩空气使用部位有:包盖受料斗闸板阀气缸、炉盖操作门气缸、电极吹灰装置等。

4.2 辅助设备
辅助设备包括合金加料系统、喂丝机装置、电极接长站等。

1)合金加料系统
合金加料系统是用于向LF炉加入合金及渣料,以满足冶炼不同钢种的工艺需要。

工艺流程:合金地下料仓 电液动平板闸门 电机振动给料机 1#胶带机(大倾角) 2#胶带机(可逆配仓) 铁合金料仓 电液动平板闸门 电机振动给料机 称量料仓 电机振动给料机 3#胶带机 4#胶带机 精炼炉料仓 钢包
料位计采用超声波形式;振动给料机采用GZ60F电机变频式。

2)喂丝机装置
采用包头利尔德公司产四线喂丝机,该喂丝机
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为外线式,喂丝导管为水冷形式。

3)电极接长站
电极接长站由钢圈、静摩擦块、动摩擦块、连杆、手柄、电极吊具等组成。

4.3 电气系统
电气系统包括变压器、高压供电系统、大电流线路、低压动力电源系统、基础级自动化控制系统、钢水测温等。

1)变压器
变压器由变压器本体、变压器有载电动调压开关、调压开关操作箱、在线滤油机、瓦斯继电器、油温计、压力释放继电器以及油水冷却器及变压器附件。

变压器为两线圈,内附电流互感器,其油箱与调压开关油箱相互独立装配。

2)35kV高压供电系统
高压供电系统由高压进线柜、馈线柜(真空断路器)、备用馈线柜、保护柜、综保装置、直流屏等组成。

馈线柜主要用来接通或断开主回路、切断由于电弧短路而造成的过电流。

3)大电流线路
大电流线路主要由大截面水冷电缆、水冷导电铜管、补偿器、电缆接头、绝缘材料、不锈钢紧固件以及不锈钢支架等组成。

4)低压电气控制系统
低压电气控制系统由低压动力柜、液压控制柜、变频器控制柜、PLC控制柜、调节器控制柜、主操作台、炉前操作台、合金加料操作箱、液压操作箱、现场检测仪表和传感器、限位开关等设备组成。

低压电控柜采用GGD型低压开关柜,表面喷塑处理;变频器选用西门子产品;主要低压电气元件采用施耐德产品;接线端子及其附件、D I N导轨采用图尔克或P HOE N I X产品。

5)基础级自动化控制系统
基础级自动化控制系统主要由2套西门子公司S7-400系列PLC及2套工控机计算机组成,其中对PLC配有一台编程器(H P笔记本电脑),该编程器主要完成对2套PLC的软件编程及程序调试和程序监控;工控机作为上位监控计算机(HM I),主要完成LF炉整个生产流程及重要设备的运行状态及参数监控。

PLC1为基本控制PLC,PLC2为调节器控制PLC,工控机为上位监控计算机。

PLC和工控机之间通过网络以太网卡(1613)及其它通讯附件组成基于TCP/I P协议的工业以太网,构成基础级自动化控制系统,并且L1系统预留与L2系统的通讯接口。

PLC的DI、DO模板全部采用24VDC安全信号电压等级,模拟量模板采用4-20MA标准信号模板,并支持光电隔离功能;模拟量信号均经隔离器送入PLC,DO输出采用中间继电器隔离;PLC系统在线备用点冗量不低于20%;每个机架至少预留3个备用空槽位。

PLC与远程I/O、变频器分别采用独立的Profi bus-DP通讯网络,并全部采用光纤作为通讯介质。

基础级自动化控制系统通过网络可实现PLC 与PLC之间、PLC与上位监控计算机之间自由地进行数据传递和交换,满足了数据传输的实时性、准确性和可靠性,确保系统正常运行。

6)钢水测温
钢水测温仪表2台,大屏幕显示器1套,定氧仪1套,选用贺力士产品。

5 结语
从整体上来说,该LF-60t钢包精炼炉配置较高,导电横臂采用西安华兴公司专利产品-铜钢复合导电横臂全水冷结构;电极升降采用威格仕公司比例阀控制;电气设备大都采用国内外一流设备,如35kV进线柜、馈线柜均采用西门子,手车真空断路器3AH4,变压器采用长春三鼎变压器,有载调压装置采用ABB产品,超声波料位计选用德国VEGA 产品等。

同时,工艺布置上对设备检修的方便性和安全性也进行了比较充分地考虑。

特邀编辑:李慎霞
Character istics of P rocessing Equip m ent on LF 60t Ladle R efi n ing Furnace i n Laigang
Chen Guohua Chen X ianzhu D iao Yu lan W ang Jingzh i
(The Stee l w or ks)
Abst ract:The m a i n functions,characteristics in design,technical para m eters,process fl o w as w ell as structura l characteristi c s of equipm ent o f LF 60t ladle refining furnace at the S teel w orks,Lai w u S tee l Group are presented.
K ey w ords:refining fur nace;process equ i p m en;t perfor m ance
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陈国华,等:莱钢LF-60t钢包精炼炉工艺设备特点 第2期(总第140期)。