电弧炉工作原理
“电弧炉工作原理”
为了了解电弧炉对电能质量和电能效率影响的产生原因，需要对电弧炉设备的特殊性做一下简单介绍。
1.1电弧炉分类和工作原理
电弧炉是利用电弧能来冶炼金属的一种电炉。工业上应用的电弧炉可分为三类：第一类是直接加热式，电弧发生在专用电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接受到电弧热。主要用于炼钢，其次也用于熔炼铁、铜、耐火材料、精炼钢液等。
第二类是间接加热式，电弧发生在两根专用电极棒之间，炉料受到电弧的辐射热，用于熔炼铜、铜合金等。这种炉子噪声大，熔炼质量差，已逐渐被其它炉类所取代。
第三类称为矿热炉，是以高电阻率的矿石为原料，在工作过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。其加热原理是：既利用电流通过炉料时，炉料电阻产生的热量，同时也利用了电极和炉料间的电弧产生的热量。所以又称为电弧电阻炉。
1.2电弧炉的组成设备
炉用变压器
电弧炼钢用变压器应能按冶炼要求单独进行电压电流的调节，并能承受工作短路电流的冲击。
电炉变压器额定电压的选择要考虑许多因素。若一次侧电压取高些，则系统电抗小，短路容量大，可减少闪变，但须增加配电装置费用。若二次电压高些，则功率因素较高，电效率较高，但电弧长，炉墙损耗快，综合效率变低。
一般电炉变压器二次侧均为低电压（几十至几百伏），大电流（几千至几万安）。为保证各个熔炼阶段对电功率的不同需要，变压器二次电压要能在50%~70%的范围内调整，因此都设计成多级可调形式。调整方法有变换、有载调压分接开关等。变压器容量小于10MVA者，可进行无载切换；容量在10MVA以上者，一般应是有载调压方式。也有三相分别设置分接头装置，各相分别进行调整，可以保障炉内三相热能平衡。
与普通电力变压器相比，电炉专用变压器有以下特点：a.有较大的过负荷能力；b.有较高的机械强度；c.有较大的短路阻抗；d.有几个二次电压等级；e.有较大的变压比；f.二次电压低而电流大。
电炉变压器和电弧炉的容量比一般为0.4~1.2MVA/t。电弧炉的电流控制，是由电弧炉变压器高压侧绕组分接头的切换和电极的升降来达到的。
?电抗器
为了稳定电弧和限制短路电流，需要约等于变压器容量35%的电抗容量，串入变压器主回路中。大型电弧炉变压器，本身具有满足需要的电抗值，不需外加电抗器；而小于10MVA 的变压器，电抗不满足要求，需在一次侧外加电抗器。电抗器的结构特点是：既使通过短路电流，铁芯也不发生磁饱和。
电抗器可装在电炉变压器的内部，称为内附式；也可做成装在变压器外部的独立电抗器，称为外附式。
电炉变压器一般要串联电抗器，使得变压器短路阻抗和电抗器电抗之和达到
0.33~0.5标准值（以电炉变压器额定容量为基准）。
容量小于10MVA的电炉变压器，有时在其高压侧装有串联电抗器，以降低短路电流和稳定电弧。对于较大容量的电炉变压器，它本身的漏电抗已足够大，不需再串联电抗器。
?高压断路器
炼钢电弧炉对高压断路器的要求是：断流容量大；允许频繁动作；便于维修和使用寿命长。
电弧电阻炉负载平稳，连续运行，常用多油或少油式高压断路器，炼钢电弧炉断路器经常跳闸，多选用六氟化硫断路器、电磁式空气断路器、真空断路器等。
?电流互感器
大型炼钢电弧炉的二次电流很大，无法配用电流互感器。因此，低压侧仪表，电极升降自动调节电流信号，都接到高压侧电流互感器上，或接在电炉变压器的第三绕组上（可变变比）。
?电磁搅拌器
为了强化钢液与熔渣反应，使钢液温度和成分均匀，在炼钢电弧炉炉底部，加装电磁搅拌器。
搅拌器由绕有两组线圈的铁芯构成。它本身相当于电机的定子，溶池中的钢液相当转
子。搅拌器线圈中通以可产生移相磁场的两相低频电流，磁场使钢液中产生感应电流，移动磁场与感应电流相互作用，使钢液在电动力的推动下，顺着移动磁场移动的方向流动，从而使钢液得到了搅拌。
采用电磁搅拌的电弧炉，其炉底要用非磁性钢板制成。为了改变电磁搅拌器的搅拌力，要求采用可调频率的低频电源，其频率在0.3~0.5HZ内调节。一般采用晶阐管变频电源。需加装电容器以提高功率因素，并加装电抗器防止产生谐振。
通过对电弧炉设备的电气特性的分析，可以得出以下结论：
a) 为使电弧炉工作中不发生断弧现象，当电流瞬时为零时，电弧电压Uh必须大于引燃电压。
b) 为限制短路电流，变压器二次回路必须有一定的电抗值，功率因素不能过于接近1。对于普通电弧炉回路工作点的功率因素范围在0.8~0.85之间；对于高功率的电弧炉，在0.7~0.8之间。
c) 电压闪变问题：用电负荷剧烈波动，造成供电系统瞬时电压骤升骤降。
1.3电弧炉对电能质量的影响
电弧炉的冶炼过程分两个阶段，即熔化期和精炼期。在熔化期，相当多的炉内填料尚未熔化而呈块状固体，电弧阻抗不稳定。有时因电极都插入熔化金属中而在电极间形成金属性短路，并且依靠电炉变压器和所串电抗器的的总电抗来限制短路电流，使之不超过电炉变压器额定电流的2~3倍。不稳定的短路状态使得熔化期电流的波形变化极快，实际上每半个工频周期的波形都不相同。
在熔化初期以及熔化的不稳定阶段，电流波形不规律，故谐波含量大，主要是第2、3、4、5、6、7次谐波电流。据西北电研院实测，第2、3、5次谐波电流含有率常达5%~6%及以上，严重时可达20%以上。但当某一次谐波电流达到很大值时，其他次谐波电流一般会是较小值。
电弧炉电极间电压的典型值在100~600V范围，其中电极压降约为40伏，电弧压降约为12V/cm、电弧越长压降越大。在熔化期电弧炉的电压变化大，最高和最低电压可相差2~5倍。由于电弧炉负荷的随机性变化和非线性特征，尤其在熔化期产生随机变化的谐波电流，除了离散频谱外、还含有连续频谱分量。含偶次谐波，表明电弧电流的正、负半周期不对称；含连续频谱和间谐波，表明电弧电流的变化带有非周期的随机性。
在熔化期三相不平衡电流含有较大的负序分量。当一相熄弧另两相短路时，电流的基波负序分量与谐波的等值负序电流可达正序的50%~70%。这将引起公共供电点的电压不平衡，对电机的安全运行影响较大，尤其对大电机的影响更为严重。
实际上电弧炉最重要的影响还不是谐波问题，而是电压波动和闪变。大型电弧炉会引起对电网的剧烈扰动，有的大型炉的有功负荷波动，能够激起邻近的大型汽轮发电机的扭转振荡和电力系统间联络线上的低频振荡。此类冲击性负荷会引起电网电压波动。频率在6~12HZ范围内的电压波动，即使只有1%，其引起的白炽灯照明的闪光，已足以使人感到不舒服，甚至有的人会感到难以忍受。尤其是电弧炉在接入短路容量相对较小的电网时，它所引起的电压波动（有时还包括频率波动）和三相电压不平衡，会危害连接在其公共供电点的其他用户的正常用电。
电弧炉的基波负序电流也较大，熔化期平均负序电流为基波正序电流的20%左右。最大负序电流都发生在两极短路时，但这时谐波电流含量不大。必须指出，电弧炉的电压波形变化是随机性的，所以当数台电弧炉同时运转时，它们引起的各种扰动不会和电弧炉的台数成正比，而是要小一定数值，一台30t的电弧炉的电能扰动影响比6台5t电弧炉的影响要大得多。从闪变影响来讲，6台5t的电弧炉尚不及一台10t炉的影响大。电弧炉的谐波影响也是主要取决于最大一台炉的容量，而较少信赖多台炉的总容量。国内外经验表明，"超高功率"电弧炉有时成为当地最重要谐波源和多种扰动源。但对于短路容量很小的电网，小电弧炉也能成为重要的谐波源。
以下是我们测定的某电弧炉在熔化期的闪变和谐波的数据。
被测设备：三相交流电弧炉，额定工作电压：260V，额定电流：12000A，功率：5500Kw
1电弧炼钢过程闪变测试
上图表示电弧开始熔化炼钢时的电压中含有大量的瞬态电压浪涌，最大尖峰值达到448V，平均每小时的发生频率达到633600次。
上图显示即使在熔清状态，电压中仍然含有大量的闪变，达到168400次，尖峰值达到352V。
2电弧炼钢过程谐波总畸变率测试
通过对熔化期电压谐波总畸变率进行连续测试，得到如下数据：
加料后熔化期初始的电压谐波总畸变率27.4%
加料后熔化期末期的电压谐波总畸变率7.0%
连续测试的电压谐波总畸变率数据及变化如下图表：
以上数据显示，由于严重的闪变的影响，电弧炉工作系统中的谐波总畸变率超过了国家标准规定的5%，严重时可以达到27%，对于电网系统会产生大量的谐波污染。
可以看出，电弧炉做为非线性及无规律负荷接入电网，将会对电网和其他负载产生一系列的不良影响，其中主要是：
?导致电网严重三相不平衡，产生负序电流
?产生高次谐波、其中普遍存在如2、4次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化
?功率因素降低
在一个电网中，电压的改变会影响所以接于这个电网的负载，因此电弧炉对电网的影响可以称为电网的环境污染。必须采取技术措施进行抑制。当电弧炉功率大于电网短路功率的1/80时，通常需要考虑对电网的影响问题。1.4电弧炉对电能效率的影响
1.41电弧炉的用电环境和状况
用于冶炼的电弧炉一般有三个特征工作阶段：
?开始熔化阶段，固体炉料熔化，能量需求最大
?初精炼及加热阶段
?精炼期，此阶段输入能量只需平衡热损坏
普通交流电弧炉的冶炼周期约为3~8h，取决于供电电路参数、电炉容量和冶炼的工艺等。
熔化期约0.5~2h，为三相不对称的冲击负荷，电流极不稳定，消耗电能大、约占总耗电量的60%~70%。氧化和还原的精炼期电压波动和耗电量都显著降低。
在废钢冶炼时电弧炉的工作特性为：
?在开始熔化时电弧频繁出现截断和重新燃弧
?全熔化期出现电弧波动，并导致电流急剧变化
?发生塌料导致短路
普通电弧炉回路工作点的功率因素范围在0.8~0.85之间；对于高功率的电弧炉，在
0.7~0.8之间。较低的功率因素必然造成电能效率的低下。1.42电能效率的影响
电弧炉对于电能的浪费主要表现在二个方面，一是功率因素较低，二是在熔化期间产生大量的闪变和谐波。
闪变是引起诸如谐波失真、电压电流失相等等多种副作用的最主要原因。"闪变"(Transients)是交流正弦波电路上电流与电压的一种瞬态畸变。其主要的表现形式为浪涌、尖峰、谐波等。美国著名能源理论家赫斯菲尔德博士认为，这种畸变的主要特点是超高压、超高速、超高频次。
超高压：指闪变尖峰高出正常电压幅值的2-50倍，最高可达500-10000伏。
超高速：指闪变尖峰发生在极短的时间内，它可以在数万亿（百万的二次幂）分之一秒内完成从迸发到消失的过程。
超高频次：指闪变尖峰的活动十分频繁，可以说闪变无时不在、无处不在，一盏灯的开关、一个家用电器的启动、甚至电脑键盘或鼠标的点击，就有数十个闪变产生，电压高达500-1200伏。
即使到目前，这些高压高频次的闪变作为敏感电力设备被破坏原因之一的事实仍然被忽视。而且另一方面，我们知道，电功等于电流和电压的乘积，电压或电流的瞬时增长会导致更大的瞬时消耗功率，由于电弧炉加热端是阻性负荷，这些瞬时电压或电流不能参与
电弧炉的起弧和加热，只能以无效功率的形式通过反馈到感性负荷中以铁损和线损的形式散发，而电弧炉系统中的感性负荷是变压器，这些瞬时无效功率在变压器中的消耗对于冶炼过程没有任何贡献，这是在电弧炉工作时长期未予考虑的。
暂且不考虑电弧炉由于功率因素较低产生的电能浪费现象，仅考虑在冶炼熔化期产生的大量闪变，我们就可以知道，电弧炉的电能效率相对于平稳运行（产生闪变数量很少）的同等额定功率的设备来说也是较低的。
抑制或还原电弧炉在冶炼熔化期产生的闪变的数量和闪变尖峰值，将这部分无效功率转变为有效功率，既可以提高电弧炉的电能效率，节省电能，也可以消除其对电网的冲击和污染，同时对敏感电力设备起到保护作用。
（请参考附件1）2超高速净化节电保护器介绍页首
2.1技术背景
超高速净化节电保护器（瞬态电压浪涌抑制器Transient Voltage Surge Suppressor (TVSS)）是上世纪90年代美国最新科技产品。它是随着超高速计算机的民用化和电力行业污染治理的市场需求应运而生的。不仅能有效治理电力系统各种"闪变"污染、保护设备免受"闪变"和雷击的冲击，同时可以节约电能。
1998年2月16日，美国UL（Underwriters Laboratory）认证机构专门为TVSS 产品制定了检测标准（第二版1449条）。超高速净化节电保护器无论理论上和实践上都被证明是优秀的专利技术，领先时代。
斯瑞斯曼（北京）科技有限公司做为一家长期从事钢铁冶金行业技术服务的高新科技公司，在与行业用户的交流中深切感到电弧炉的耗电成本一直是影响企业效益的重要环节。公司全面考察了电弧炉的工作原理和电能浪费的方式，在国内率先提出了通过抑制和还原电弧炉冶炼过程中产生的大量"闪变"以达到降低其耗电成本的目的的最新和有效方法。为此，斯瑞斯曼公司引进美国在研制瞬态电压浪涌抑制器方面的独到、领先和成熟的技术，于2003年5月设计研制出针对国内电弧炉特点的专用超高速净化节电保护器，该产品低成本免维护，并且在国内进行了试用，取得了满意的节电效果，得到了企业的认可和欢迎。
2.2产品功能
节电功能
超高速净化节电保护器通过几乎不耗能而过滤掉"闪变"的精确工作，消除因"闪变"造成的设备多耗电现象，达到其它节电方式不可替代的节电效果。其节电途径主要有：
1) 缓冲节电：超高速净化节电保护器切断了内外部电路"闪变"冲击所造成的电表加快旋转，使电表能够正确计量；
2) 降温节电："闪变"造成的感性负荷增加铁损和线损、开关起弧、输电线路阻抗增加等导致升温耗电，超高速净化节电保护器通过消除"闪变"阻止了这部分损耗；
3) 清洁节电："闪变"使接触器及线路生成氧化膜增加阻抗，超高速净化节电保护器通过不断抑制这些氧化膜的生成而节电。此外，清洁后的电源使电动机、变压器的转换效率得以提高。
保护功能
据世界最权威的UL机构(Underwriters Laboratories Inc.)统计：安装超高速净化节电保护器能使：电子设备延长寿命40%；机电设备延长寿命30%；照明设备延长寿命
35-45%。
众所周知，建筑物均安装有避雷针等设施以避免雷击；电气设备中安装有过压、过流、漏电等保护装置。但这些装置对供电系统中的"闪变"不起作用。因为供电系统中来自自然界和内部设备运行产生的"闪变"具有超高压（正常电压的2~50倍）、超高速（可在10-12秒内完成）、超高频次（每小时数十万次）的特点，常规设备是无法处理的。
正是这些"闪变"造成了许多电气仪表和设备故障、提前老化和损坏。特别是对计算机控制、测量、通信等精密电子装置的污染，严重的将造成设备误动作和数据丢失。为彻底解决这一问题，就必须进行实时、高速、细微的处理。美国最新科技成果-第五代超高速净化节电保护器正是最好的选择。
斯瑞斯曼超高速净化节电保护器同时还具备防雷击保护功能，对于超过6500V，6000A的雷击"闪变"，超高速净化节电保护器将启动保护线路短路，促使前端限流保护开关（保险装置）"跳闸"，以确保后续设备的安全。
清洁电源
抑制谐波和闪变对供电环境的污染，减少由此产生的供电事故。并可减少由于电源污染而造成的大量的设备维修费用。2.3 工作原理
超高速净化节电保护器内置有以高速CPU为核心的智能检测调控系统模块和优化的监控软件，以纳秒级的速度动态检测供电系统的电压、电流冲击和浪涌等参数，动态响应和调整抑制模块参数，配合超高响应频率的闪变抑制元件，因而对电压、电流冲击和浪涌的滤除和抑制效果可达到最佳；它在对畸变的交流电压波形进行校正时，运用了独有的四段实时动态补偿技术（在一个电压波形周期内对畸变波形进行四次不同限制值的调整），从而优化电源质量。
为了确保电力污染治理和节能的有效性，超高速净化节电保护器通过三大途径：自动跟踪、实时分析、有效调整来达到对高耗能设备的电力污染治理，同时缓冲节电、降温节电和清洁节电三大技术方式可以确保电弧炉节能在2%以上。
控制原理见示意图。
2.4安装方法
安装简单，只要把超高速净化节电保护器的三个相线并联在电弧炉变压器的二次侧或电弧炉控制回路，并把地线接地即可。安装必须在停电状态下进行，由具有电工操作资格的熟练电工人员安装。安装时间短，一般利用电弧炉点检的时间安装，不会影响生产。
在安装之前，用户需向斯瑞斯曼公司提交所安装电路的电路图，斯瑞斯曼公司的工程师通过分析电路结构和负载情况为用户提供最佳的安装位置和数量，以实现最佳的保护和节电效果。
3超高速净化节电保护器的应用示例页首
作为应用示例，我们仍用2.3中列举的电弧炉在安装超高速净化节电保护器后的测定数据进行比较说明。3.1电弧炼钢过程闪变测试
熔化期开始时电压中的闪变数据：
从上图可以看出，开始熔化时的闪变的最大尖峰值为384V，平均每小时的发生频率为95000次。
熔化期末时电压中的闪变：
从上图可以看出，熔化期末的电压中含有的闪变的最大尖峰值为344V，平均每小时的发生频率为25500次。3.2弧炼钢过程谐波总畸变率测试
以下是熔化期的电压谐波总畸变率数据。
加料后熔化期初始的电压谐波总畸变率3.8%
加料后熔化期末期的电压谐波总畸变率3.0%
连续测试的电压谐波总畸变率数据及变化如下图表。
以上数据显示，安装超高速净化节电保护器后电弧炉工作系统中的谐波总畸变率均在国家标准规定的5%以内，消除了对电网系统产生的谐波污染。
由以上数据可以得出，在熔化期内，安装超高速净化节电保护器前后的电弧炉工作系统中的闪变和谐波总畸变率有了很大的改善，闪变的发生频率降低了85%，尖峰值也控制在基波电压（260V）的150%以内，大于400V的闪变已经得到抑制和消除，谐波总畸变率也达到了国家标准5%以内。
同时由于改善了闪变，电弧炉的耗电也有了明显的降低，根据对该电弧炉安装节电保护器前后生产数据的分析，得到3.1%的节电率。
美国通用电气公司的《TECHNICAL DATA》（《技术通讯》）杂志上发表的多篇研究报告证实，在额定电压(相对零)220伏的线路中,标准感性负荷(变压器、电机等)回路中，当"闪变"发生频率达到40万次/小时,峰值达到700伏(相对零)左右，且90%的闪变超过500伏(相对零)时，安装TVSS可以对500伏以上的闪变进行还原工作。安装TVSS后,如果有90%的闪变被消除，实验测得节电率在22%；在30万次/小时的发生频率时若消除90%，节电率在10%。
电弧炉不是标准感性负荷回路，其钢包端是阻性负荷，变压器端是感性负荷，而且在工作过程中闪变的发生频率特别大，这些闪变势必让变压器发热作功，发热的变压器的转换效率会大大降低，同时闪变对于产生电弧没有贡献，完全是对电能的额外浪费，由此可以肯定消除闪变一定会节电。但是，由于电弧炉工作过程中闪变状况的动态变化，同时回路中只有一半是感性负荷，认为电弧炉安装超高速净化节电保护器有2%--5%的节电率。
4技术经济分析页首
4.1技术分析
某钢厂利用2台20吨的电弧炉，冶炼回收的废钢，年产钢6.3万多吨，电弧炉吨钢电耗平均在600度电左右，耗电成本占产品成本的绝大多数。
2台电弧炉的技术经济指标如下：
?设备名称：三相交流电弧炉
?额定电压：260V
?额定电流：12000A
?额定功率：5500Kw
?电炉容量：20吨
?冶炼原料：废钢
?冶炼周期：150-180分钟
?添加次数：4-6次
?吨钢电耗：620度/吨
?电价：0.7元/度
根据该电弧炉的技术条件和超高速净化节电保护器的性能指标及应用安装要求，我们认为在不改变现有电弧炉的任何电气和操作条件的情况下可以安装超高速净化节电保护器。
根据超高速净化节电保护器的使用要求，每5000A左右的电流安装一套，每台电弧炉安装2套TE/5C超高速净化节电保护器。
4.2 经济分析
在考察每炉钢的冶炼过程时我们可以得出，电弧炉在冶炼过程中的电能的集中消耗是在熔化期，而闪变和谐波主要是在熔化期产生，熔化期越长，节电效果越好，该电弧炉的多次加料的熔化期为60-80分钟，所以可以保守地用节电率3.5%来进行经济分析。
按照每套超高速净化节电保护器价格22万人民币计算：
每年每台电弧炉消耗的总电量为：6.3X620/2=1953万度电
相当于总电费：1953X0.7=1367.1万元
2套节电保护器价格：22X2=44万元
投资回收期：44/（1367.1X3.5%）=0.919年=11个月
另一方面，大量的闪变会加快电极及其它电气设备的损耗，闪变的减少也会延长电极的使用寿命，一般在20%-30%，这些收益还没有计算在内。
相对于SVC和FC系统，超高速净化节电保护器的投入少收效快，并且在安装完成后不需要任何维护。（参阅附件2）
电能质量术语(电压方面)页首
?CBEMA 曲线
计算机商业设备制造商协会（Computer and Business Equipment Manufacturers Association --Cbema，现为信息技术工业委员会）针对计算机和其他商业设备所能承受的交流电压波动所制定的电压敏感轮廓曲线。见图1。
图1: Cbema 曲线
图2 标出了电能质量的术语的概念区域
图2: 电能质量术语图解
术语和概念
以上，
秒以上，
N = 正常值关于谐波和闪变页首
1什么是闪变？
闪变(Transients)是一种瞬间的具有高爆发的电能，包括浪涌(Surge)，谐波
（Harmonics）等等。它存在于几乎所有的电力系统中，无论是家用电力还是工业用电。
这些浪涌是以微秒到微微秒测量的，并且可以高出正常电压的几十倍。
闪变是交流正弦波电路上电流与电压的一种瞬态的畸变。浪涌、谐波为其主要的表现形式。闪变最主要的特点有三个：超高压、瞬时态、高频次。
?超高压是指通常的闪变尖峰，它高出正常电路电压幅值的2-50倍，最高可达数万伏。
?瞬时态是指闪变持续的时间非常之短，它可以在数亿分之一秒内完成从迸发到消失的过程。
?高频次是指闪变的活动十分频繁，可以说闪变无时不有、无处不在。通用汽车公司豪斯顿实验室人员的一项测试表明，日光灯管一个简单的开关动作，就有24个闪变产生，电压高达1200V。
闪变可以损坏任何一种电器，包括敏感的电器，比如电脑，照明设备，电话系统等等，还包括重型工业电机。具第三方监测公司的数据统计表明，如果电器在使用时不遇到任何闪变，使用寿命将延长35%到40%。更重要的是，消除电涌将大幅度提高电力设备的运转
效率，从而节省电能，降低生产成本。通常供电局等部门都一致认为95%的闪变是从电力系统内部产生的，主要是由于电力负载(Electrical loads) 的频繁开关等原因所造成。
斯瑞斯曼TVSS可被直接安装在主要的电力开关和分开关(控制柜) 的母线端子上。
它能够监控具有破坏力的浪涌，然后把浪涌引到地下。它不仅能够消除系统外界的浪涌，也能消除系统内部自我产生的浪涌。
2闪变的来源
闪变产生的来源主要有3个方面：
1) 环境的影响：雷电感应电压、输变电站大型开关的开合、邻居大型负载的起停，
都会伴随有闪变进入到用电系统。环境因素产生的闪变占一个系统闪变总量的20％- 30％。
2) 由用电系统内部产生：它占一个系统闪变总量的70％-80％。任何负载的起停和
运行都会有大量的闪变产生，回馈到本身的用电系统中。大的负载的起停及运行过程中所产生的闪变还会影响到邻居及电网。
3) 电弧放电也是闪变的一个主要来源。它可能是由不良和松动的电气连接引起，或
由老旧的不干净的电刷引起。由电弧放电所产生的高频电压尖峰脉冲，会通过设备线路扩散，影响到整个系统。
3闪变及谐波对电网和用电系统的主要危害
?增加电网的谐振，造成瞬态高电压、高电流
?增加附加损耗，降低发电、输电效率及设备使用率
?加速电器设备老化，缩短使用寿命
?造成电器设备工作不正常，计算机误码及仪表计量不准确
?增加电耗，增加电费支出。
概括性地说，闪变会使用户用电设备、线路的使用成本、维护费用及耗电量增加；同时，闪变会破坏设备的安全运行。
3.1闪变与用电成本的关系
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺 摘要：本文介绍了从红土镍矿提炼镍铁几种不同的冶炼工艺，并着重分析了矿热炉冶炼镍铁工艺RKEF法，此工艺成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。采用高效、流程短、低耗能、环保等镍铁冶炼新工艺已经成为发展的趋势。 关键词：镍铁；矿热炉；RKEF法 1 前言 金属镍具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性，耐腐蚀，能磁化等一系列特性，广泛用于不锈钢、高温合金、电镀和化工等行业，在国民经济的发展中具有极其重要的地位。全球约2/3的镍用于生产不锈钢，镍原料的成本占奥氏体不锈钢生产成本的70%左右。 2 镍铁冶炼工艺分类 镍铁冶炼工艺主要有火法理、湿法两种。对于含镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。对于氧化矿主要是含镍红土矿，其品位低，适于湿法处理；主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。 2.1 高炉法 高炉生产生铁历史悠久，但普遍使用高炉生产镍铁还是中国人发明（刘光火）和研究的结果。 高炉生产镍铁的流程主要是：矿石干燥筛分（大块破碎）——配料——烧结——烧结矿加焦炭块及熔剂入高炉熔炼——镍铁水铸锭和熔渣水淬——产出镍铁锭和水淬渣。 2.2 电炉（矿热炉）法 这里的电炉指被称作矿热炉的电弧炉的一种，矿热炉冶炼镍铁工艺流程是：原矿干燥及大块破碎——配煤及熔剂进回转窑彻底干燥及预还原——矿热炉还原熔炼——镍铁铁水铸锭及熔渣水淬——产出镍铁锭（或水淬成镍铁粒）和水淬渣。 该工艺通常是指回转窑加矿热炉工艺，在国外已有几十年的生产历史，有一套较成熟的技术和理论，国内也有少数厂家有几年的生产历史，但都是小设备生产，技术问题很多，效益也不好，近期有数家企业陆续投产和正在建设上规模的生产线。
电弧炉熔炼工安全操作规程标准范本
操作规程编号：LX-FS-A60468 电弧炉熔炼工安全操作规程标准范 本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
电弧炉熔炼工安全操作规程标准范 本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1．检查炉体、炉盖、冷却系统、炉体倾侧机构是否正常，电炉接地是否良好。 2．检查所用工具，确保其齐备、干燥和放置位置正确。 3．炉料应经过检查，其品种、规格、块度要符合规定。炉料中严禁混入密封盒子、箱子和管子之类物件及易爆品。 4．送电前，将电极升起并进行严格检查，防止短路。禁止带负荷送电。通电时先用10分钟低压，当电极埋入炉料时，才能将功率加到最大。
5．清除炉渣时，先要除去电极电压，用力不得过猛，以免钢水溅出。 6．熔炼过程中，需往炉内加粒粉状材料时，要站在炉门侧面加料，防止喷火伤人。不得添加湿料。 7．用氧气来烧穿电炉的金属出口时，应遵守如下规定： (1)氧气瓶应离明火10米远。如实际情况不允许时，应不小于5米，并采取隔离措施； (2)不许用带油脂的扳手或带油脂的手套开启氧气阀门。 (3)用氧气烧穿窟窿后，要先关闭氧气进入管的通路，然后再将管子从窟窿处抽出来。 8．吹氧操作时，精力必须集中。吹氧管必须通气后才能插入钢液。吹炼完毕，要先抽出氧气管，后关闭氧气阀。操作时不准吸烟。不准用吹氧管在炉内
电弧炉炼钢车间的设计方案
1电弧炉炼钢车间的设计方案 1.1电炉车间生产能力计算 1.1.1电炉容量和座数的确定 在进行电炉炉型设计之前首先要确定电弧炉的容量和座数，它主要与车间的生产规模，冶炼周期，作业率有关。 在同一车间，所选电炉容量的类型一般认为不超过两种为宜。座数也不宜过多，一般设置一座或两座电炉。为了确定电炉的容量和座数，首先要估算每次出岗量q ： y G q a ητ8760= 式中 G a —车间产品方案中确定的年产量，80万t ； τ—冶炼周期，55min=0.917h ； η—作业率，年日历天数 年作业天数=η×100% 本设计取90%； Y —良坯收得率，连铸一般95%~98%,本设计取98%； 带入数据计算得 q=95.0t 。 根据估算出的每次出钢量选取HX 2-100系列一座，以下是主要技术性能： 1.1.2电炉车间生产技术指标 （1）产量指标 年产量80万t ； 小时出钢量： （2）质量指标 钢坯合格率 98%; (3) 作业率指标
作业率：90% (4)材料消耗指标 a金属材料消耗 一般为废钢、返回废钢、合金料于脱氧合金。 b炼钢扶住材料消耗 石灰、以及其他造渣材料和脱氧粉剂。 c耐火材料消耗 主要用于炉衬的各种耐火砖以及钢包的耐火材料。 d其它原材料消耗 电极和工具材料。 e动力热力消耗指标 主要为电能和各种气体和燃油等。车间设计产品大纲见下表： （5）连铸生产技术指标 连铸比 铸坯成坯率 连铸收得率 （6）生产的钢种：主要生产Q215，年产量80万吨，连铸坯尺寸选取200×200mm方坯； 1.2 电炉车间设计方案 1.2.1电炉炼钢车间设计与建设的基础材料 （1）建厂条件 1）各种原料的供应条件，特别是钢铁材料来源； 2）产品销售对象及其对产品质量的要求； 3）水电资源情况，所在地区的产品加工，配件制作的协作条件； 4）交通运输条件，水路运输及地区公铁路的现状与发展计划； 5）当地气象，地质条件； 6）环境保护的要求； 在上述各项主要建厂条件之中，原材料条件对于工艺设计的关系尤为密切重要。 （2）工艺制度 确定工艺制度是整个工艺设计的基本方案，是设备选择，工艺布置等一系列问题的设计基础。确定工艺制度的主要依据是产品大纲所规定的钢种，生产规模，原材料条件以及后步工序的设计方案。 1）冶炼方法：利用超高功率电弧炉进行单渣冶炼，然后进行炉外精炼； 2）浇注方法：采用全连铸； 3）连铸坯的冷却处理与精整：铸坯在冷床上冷却并精整； 4）在技术或产量方面应留有一定的余地。 1.2.2电炉炼钢车间的组成
浅析我国铬铁合金冶炼发展趋势
浅析我国铬铁合金冶炼发展趋势 摘要：铁合金生产过程是及其严格，必须对调节剂、还原剂、炉料成分进行严 格拧制，经过化学反应和高温物理变化，才能生成所擗要的铁合金。其主要用途 是成为特殊钢材的生产用料，在生产铁合金时，必须有专业的机械设备，按照操 作步骤进行，提供一定的热量和温度，只有这样才能确保Ｍ低的能耗，生产出符 合标准的铁合金产品。因此，收集生产过程屮能耗数据，建立能源消耗数据梭哨，丫解能源走向，据此预测和优化消耗值，是企业节能增效首要工作。 关键词：铬铁合金；链箅机；－回转窑；还原度；冶炼电耗 引言 高碳铬铁是生产不锈钢和高铁素体合金的重要合金材料，可作为钢的添加料生产多种高 强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢。不锈钢产品中，200系不锈钢含铬量约在16%，300系不锈钢含铬量约在25%，400系不锈钢含铬量约在14%，铬铁需求量最大的300 系不锈钢也是不锈钢生产中最大比例的产品。 1铁合金生产原理和意义 铁合金分类方法有很多，可以按照设备不间分类，基本有，高炉，电弧炉等，按照供能 形式不同可以分为，电热、碳热等。铁合金生产目的就是把矿氧化物中金元索提炼出去，可 以采用电解、热分解、还原剂等方法。但是，铁合金并不是直接用于生产，而是作为中间材料，用在冶金作业中。其用途很多，通常为脱氧剂和合金剂，也可以用来合成普通合金板材。国际社会上，很多国家在考量一国综合力量时，铁合金生产量是重要因索之一，通常情况下，也可以用来衡量这个国家钢材使用情况。西方很多国家现在进行铁合金长期储备，目的是一 种军事战略，从当战略物资。 2铬铁合金生产技术现状 铬矿是重要的战略资源，是冶炼高碳铬铁的主要原料。与国外相比，我国的铬铁合金起 步较晚，并且铬矿资源贫乏，保有储量仅占世界储量的0.15%，而且分布零散，矿床规模小，矿石品位低。目前尚未发现储量大于500万t的大型铬铁矿床，受铬矿储量和开采成本等限制，我国铬矿产量很低，为满足铬铁合金生产需要大量从国外进口。自1999年后，我国铬 矿进口依存度在95%以上，几乎全部依赖进口。 3我国铬铁合金产业发展趋势 3.1冶炼大型化 国家产业结构调整指导目录（2019年本）对铬铁合金冶炼单位电耗高于3200kWh/t、容 量小于25MVA的矿热炉进行了限制。为满足环境保护和产业转型的需求，根据国家相关行 业政策对冶炼电耗高、容量小的矿热炉进行淘汰，建设大型密闭矿热炉进而促进产业结构调 整转型。同时对煤气进行回收，做好环境保护工作，降低能耗。 3.2合理配置短网，增加工作效能 企业为了达到降低冶炼过程中投入资金数额得目的，通常怙况下选择对短网进行重新配置，实现提髙效能的目标。在电炉输入功率中，冶炼企业经过多次研宄发现，发生在短网上
超高功率电弧炉冶炼基础知识
达力普100T超高功率电弧炉冶炼基本知识 内容 1、达力普100T超高功率电弧炉冶炼目的和任务 2、达力普100T超高功率电弧炉设备构成 3、达力普100T超高功率电弧炉冶炼使用的原材料 4、达力普100T超高功率电弧炉冶炼操作规程 5、达力普100T超高功率电弧炉冶炼的两个重要操作 6、达力普100T超高功率电弧炉冶炼过程中常见事故及预防措施 7、达力普100T超高功率电弧炉冶炼的能量平衡 8、达力普100T超高功率电弧炉冶炼的物料平衡 一、达力普100T超高功率电弧炉冶炼目的和任务 利用电能和化学能转化来的热能使钢铁料熔化、升温，对钢液进行高温精炼，获得成分合格、温度合适、气体含量低、夹杂含量少的适于LF精炼的钢液；且生产节奏稳定、出钢及时便于现场生产组织，能满足实现连铸10炉连浇的要求。 二、达力普100T超高功率电弧炉设备构成 达力普100T超高功率电弧炉由炉体本体、供电系统、液压系统、机械系统、水冷系统、上料系统、供氧系统、天然气供气及燃烧系统、出钢系统、除尘系统、铁水兑入系统等构成。
三、达力普100T超高功率电弧炉冶炼使用的原材料 1、钢铁料：废钢、生铁、铁水、海绵铁、钢铁料压块 2、造渣材料：石灰、萤石、碳粉 3、燃料：天然气 4、氧化剂：氧气 5、合金、脱氧剂 6、电极：直径550mm的超高功率电极 7、耐火材料：渣线和熔池的镁碳砖，炉底、炉坡的镁质打 结料。 四、达力普100T超高功率电弧炉冶炼操作规程 1、冶炼前的准备工作： 1）检查机械、电气、水冷、液压、上料等设备系统是否正常； 否则应及时处理。检查水、电、天然气、氧气、压缩空气等能源和能源介质供应是否正常；否则，及时协调或处理。一切正常后，才开始冶炼生产。热试车前或停产检修三天以上重新开炉前，应先进行单体试车和联动试车，试车正常后才进行冶炼。严禁漏水冶炼。 2）开炉前准备好各种工具和材料。 3）检查炉体耐火材料的状况，炉体工作层小于150mm或熔池有明显的溶洞危及冶炼安全时必须更换炉体。 4）更换和调整电极：
电弧炉操作规程标准范本
操作规程编号：LX-FS-A39247 电弧炉操作规程标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
电弧炉操作规程标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 本规程适用机型：ДC-5M；ДC-5MT 额定容量：5吨 1、遵守铸造设备通用操作规程。 2、检查行程开关和碰块的位置是否正确，如不正确，必须调整。 3、检查电极平衡锤，炉门平衡锤是否完全可靠，如不安全可靠，要及时修理。
4、检查电极升降齿轮齿条的啮合情况是否良好。 5、全面空运转试车，并进行以下检查： a、每相电极升降各两次，观察运动情况是否良好，电极升降不得超过1.8米； b、开动台车进出各两次，观看传动系统的运动是否正常，导轨是否平整。注意电炉水管在台车进出过程中不许被挂坏。 c、开动倾炉装置两次，观看传动系统的运动是否正常，行程开关是否灵敏可靠，包闸松紧是否合适。炉子前倾角度不和超过10°，后倾角度（出钢方
电磁炉原理图和工作原理
目录 一、简介 1.1 电磁加热原理 1.2 458系列简介 二、原理分析 2.1 特殊零件简介 2.1.1 LM339集成电路2.1.2 IGBT 2.2 电路方框图 2.3 主回路原理分析 2.4 振荡电路 2.5 IGBT激励电路 2.6 PWM脉宽调控电路2.7 同步电路 2.8 加热开关控制 2.9 VAC检测电路 2.10 电流检测电路 2.11 VCE检测电路 2.12 浪涌电压监测电路2.13 过零检测 2.14 锅底温度监测电路2.15 IGBT温度监测电路
2.16 散热系统 2.17 主电源 2.18辅助电源 2.19 报警电路 三、故障维修 3.1 故障代码表 3.2 主板检测标准 3.2.1主板检测表 3.2.2主板测试不合格对策 3.3 故障案例 3.3.1 故障现象1 一、简介 1.1 电磁加热原理 电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz 的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿(导磁又导电材料)底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，
然后再加热器皿内的东西。 1.2 458系列简介 458系列是由建安电子技术开发制造厂设计开发的新一代电磁炉,界面有LED发光二极管显示模式、LED 数码显示模式、LCD液晶显示模式、VFD莹光显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。额定加热功率有700~3000W的不同机种,功率调节范围为额定功率的85%,并且在全电压范围内功率自动恒定。200~240V机种电压使用范围为160~260V, 100~120V机种电压使用范围为90~135V。全系列机种均适用于50、60Hz的电压频率。使用环境温度为-23℃~45℃。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/短路保护、2小时不按键(忘记关机) 保护、IGBT温度限制、IGBT 温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT测温传感器开/短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE 抑制、VCE过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。 458系列虽然机种较多,且功能复杂,但不同的机种
浅谈用回转窑处理红土镍矿
浅谈用回转窑处理红土镍矿 一、红土镍矿概述 红土镍矿资源为硫化镍矿岩体风化―淋滤―沉积形成的地表风化壳性矿床，世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区，主要有：美洲的古巴、巴西；东南亚的印度尼西亚、菲律宾；大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。我国镍矿资源储量中70％集中在甘肃，其次分布在新疆、云南、吉林、四川、陕西和青海和湖北７个省，合计保有储量占全国镍资源总储量的27％。 世界上可开采的镍资源有二类，一类是硫化矿床，另一类是氧化矿床。由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现约60％~70％的镍产量来源于硫化镍矿。而世界上镍储量的65％左右贮存在氧化镍矿床中，氧化镍矿由于铁的氧化，矿石呈红色，所以统称为红土矿。但实际上氧化镍矿分为几种类型，一种是褐铁矿类型，位于矿床的上部，铁高镍低，硅镁低，但钴含量比较高，这种矿宜采用湿法工艺；另一种类型为硅镁镍矿，位于矿床的下部，硅镁含量比较高，铁含量低，钴含量比较低，但镍含量较高，这种矿宜采用火法工艺。而处于中间过渡的矿石可以采用火法工艺也可以采用湿法工艺。见下表： 类型（%）Ni Co Fe MgO SiO2Cr2O3工艺 褐铁矿0.8-1.50.1-0.240-500.5-5.010-302-5湿法 硅镁矿低镁 1.5-2.00.02-0.125-405-1510-301-2火、湿高镁 1.5-3.00.02-0.110-2515-3530-501-2火法 二、我国镍铁行业现状 镍是略带黄色的银白色金属，是一种具有磁性的过渡金属。镍的应用在于镍的抗腐蚀性，合金中添加镍可增强合金的抗腐蚀性能。不锈钢与合金生产领域是镍最广泛应用领域。全球约2／3的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第l位。镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第5位。因此，镍被视为重要战略物资，一直为各国所重视。 镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Cr、Si、S、P、C等杂质元素。根据国际标准（ISO）镍铁按含镍量分为FeNi20（Ni15％～25％）、FeNi30（Ni25％～35％）、FeNi40（Ni35％～45％）和FeNi50（Ni45％～60％）。又再分为高碳（C 1.0％～2.5％）、中碳（C0.030％～1.0％）和低碳（C<0.03％）；低磷（P<0.02％）与高磷（P<0.030％）镍铁。 我国不锈钢和电池行业的快速发展，国内镍产品供应将面临长期短缺的局面。2005年以来国际市场镍价非理性的不断上涨对国内钢铁业发展构成了新的挑战。我国民营企业使用火法冶炼从菲律宾和印度尼西亚进口的红土镍矿矿石，大量生产镍铁合金作为冶炼不锈钢的配料，成功狙击了国际市场的疯狂炒作，镍价大幅下降，市场将逐步恢复理性。 我国镍金属生产技术已有重大突破，拥有自主知识产权，红土镍矿经高炉冶炼镍铬生铁，
[精品文档]超高功率电弧炉冲击负荷引起电网电压波动值和SVC补偿容量计算方法的分析
[精品文档]超高功率电弧炉冲击负荷引起电网电压波动值和SVC补偿容量计算方法的分析
第18卷第1期江苏电机工程1999年3月超高功率电弧炉冲击负荷引起电网电压波动值和SVC补偿容量计算方法的分析王海潜摘要分析和比较了几种超高功率交流电弧炉无功冲击负荷引起电网电压的波动值和改善电压波动所需动态无功补偿容量的几种计算方法, 并指出各种计算方法需要的外部条件和适用场合。关键词电弧炉冲击负荷电压波动值SVC补偿容量80年代后期, 我省已相继建设并投产了一批超高功率电弧炉, 如沙钢集团永新钢铁公司70t交流电弧炉、润忠钢铁有限公司90t交流电弧炉、锡兴钢厂70t交流电弧炉等。由于电弧炉冶炼初无功功率的急剧变化, 使得公共接人点(PCC )附近的电压产生波动。为使公共接人点的电压波动值满足国家标准, 需采取措施, 装设动态静止无功补偿装置(SVC)装设动态静止无功补偿装置以后,一方面可以抑制无功功率冲击负荷对电网电压产生的波动, 同时SVC分相控制的功能也可以抑制电炉负荷不对称产生的负序电流。由于电压波动得到控制, 还可以提高电弧炉自身的冶炼效率。由于动态静止无功补偿装置(SVC)价格较贵, 一次性投资较大。因而如何选择合适的SVC无功补偿容量, 既可以使公共接入点(PCC)附近的电压波动值满足国家标准, 也可以节省钢厂的一次性投资, 产生事平功倍的效果, 这是目前需要探讨的问题。本文通过对超高功率交流电弧炉无功冲击负荷引起电网电压波动的波动值和改善电压波动的几种计算方法进行分析比较, 得出在每种计算方法需要的外部条件和适合的场合, 以便今后在研究分析交流电弧炉无功冲击负荷引起电网电压波动和计算所需动态无功补偿容量时供参考。1电弧炉的电气特性和运行特性交流电弧炉由三相交流系统
电弧炉熔炼工安全操作规程通用版
操作规程编号：YTO-FS-PD307 电弧炉熔炼工安全操作规程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
电弧炉熔炼工安全操作规程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1．检查炉体、炉盖、冷却系统、炉体倾侧机构是否正常，电炉接地是否良好。 2．检查所用工具，确保其齐备、干燥和放置位置正确。 3．炉料应经过检查，其品种、规格、块度要符合规定。炉料中严禁混入密封盒子、箱子和管子之类物件及易爆品。 4．送电前，将电极升起并进行严格检查，防止短路。禁止带负荷送电。通电时先用10分钟低压，当电极埋入炉料时，才能将功率加到最大。 5．清除炉渣时，先要除去电极电压，用力不得过猛，以免钢水溅出。 6．熔炼过程中，需往炉内加粒粉状材料时，要站在炉门侧面加料，防止喷火伤人。不得添加湿料。 7．用氧气来烧穿电炉的金属出口时，应遵守如下规定： (1)氧气瓶应离明火10米远。如实际情况不允许时，应
电阻炉的工作原理和操作步骤
电阻炉的工作原理和操作步骤 一、工作原理 电阻炉是以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。 电阻炉以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比，热效率高，可达50－80℅，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，适用于要求较严的工件的加热，但耗电费用高。 按传热方式，电阻炉分为辐射式电阻炉和对流式电阻炉。辐射式电阻炉以辐射传热为主，对流传热作用较小；对流式电阻炉以对流传热为主，通常称为空气循环电阻炉，靠热空气进行加热，炉温多低于650℃。 按电热产生方式，电阻炉分为直接加热和间接加热两种。 在直接加热电阻炉中，电流直接通过物料，因电热功率集中在物料本身，所以物料加热很快，适用于要求快速加热的工艺，例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度，例如碳素材料石墨化电炉，能把物料加热到超过2500□。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉，在粉末冶金中，常用于烧结钨、钽、铌等制品。 采用这种炉子加热时应注意：①为使物料加热均匀，要求物料各部位的导电截面和电导率一致；②由于物料自身电阻相当小，为达到所需的电热功率，工作电流相当大，因此送电电极和物料接触要好，以免起电弧烧损物料，而且送电母线的电阻要小，以减少电路损失； ③在供交流电时，要合理配置短网，以免感抗过大而使功率因数过低。 大部分电阻炉是间接加热电阻炉，其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体,称为电热体，由它把热能传给炉中物料。这种电炉炉壳用钢板制成，炉膛砌衬耐火材料，内放物料。最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒。根据需要，炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏，必要时配置可调节电压的中间变压器。小型炉（<10千瓦）单相供电，大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料，宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉,多数装置鼓风机，以强化炉内传热，保证均匀加热。用于熔化易熔金属（铅、铅铋合金、铝和镁及其合金等）的电阻炉，可做成坩埚炉；或做成有熔池的反射炉，在炉顶上装设电热体。 电阻炉- 电阻炉操作流程 二、工作前的流程 1、检查炉内是否干净，清理杂物，确保炉内干净。 2、检查炉壁，炉底板是否有破裂等损坏。 3、电阻丝和热电偶引出棒的安装紧固情况，检查仪表是否正常。 4、检查电阻炉炉门开关是否灵活。 5、确保各项正常以后，开始放工件。 三、工作中的流程 1、放工件时确保电源关闭。 2、轻拿轻放以免砸坏电热元件、炉底板等； 3、严禁投放潮湿的工件，炉内加热的工件和电热元件应保持50—70mm的距离； 4、工作中检查各种仪表仪器，如有异常，及时维修。 5、炉温在700℃以上时，不准打开炉门降温或出炉，以免因骤冷而减短炉子寿命。 四、工作后的流程。 1、切断电源 2、轻拿轻放工件，确保不要损坏炉体和工件。 3、重新装炉，按以上程序重复进行。
高阻抗电弧炉的设计特点和应用
高阻抗电弧炉的设计特点和应用 引言高阻抗电弧炉是一种高效率的新型炼钢炉，它具有一系列突出的优点：能大幅度地降低电能和电极消耗、能显著地减少对供电电网的短路冲击和谐波污染。 高阻抗电弧炉吸取了近25年来出现的所有电弧炉炼钢新技术，再加上泡沫渣的成功应用，使得一直发展缓慢的交流电弧炉在电弧稳定性、效率和对电网短路冲击减少方面均可同直流电弧炉相媲美。 本文介绍了带饱和电抗器和固定电抗器的高阻抗电弧炉。前者具有高超的伏安特性，使短路电流很小，基本上达到了恒电流电弧炉特性。 1 高阻抗电弧炉的供电电源1．1 对供电可靠性的要求电弧炉属于热加工设备，如果中途停电，会造成很大的损失：使电耗和原材料增加，使产品质量下降，甚至造成整炉钢水报废，炉子越大损失越大。根据有关规范规定，电弧炉属于二级负荷。 对于炉子容量在50t及以上的电弧炉通常由两路独立高压电源供电，炉容较小的可由一路高压电源供电。 1．2 公共供电点的确定电弧炉的公共供电点系指其与电力系统相连接的供电点，并接有其他用户负荷。对公共供电点的要求主要考虑以下因素： 1）供电变压器容量要能适应电弧炉负荷特性的要求； 2）由电弧炉负荷引起的公共供电点的电压波动和电压闪变值、以及谐波电流值不得超过国标GBl4549-93中的允许值； 3）由电弧炉负荷引起的公共供电点的电压不对称度不得超过2％。 电弧炉的公共供电点有两种情况，其一是电弧炉系统直接与电力系统相连接；其二是电弧炉系统通过企业总变电所与电力系统相连接。电弧炉一般不由车间变电所供电。 当电弧炉由企业总变电所母线供电时，为了防止对其他负荷供电质量产生不良影响，一般要求供电变压器的容量为电炉变压器容量的2．5倍以上。当不能满足此要求时，或增大供电变压器容量；或采用专用中间变压器供电，这需要经过技术经济比较来确定。 当采用专用中间变压器供电时，该变压器容量的选择，应与电炉变压器经常过负荷运行状
浅析螺纹钢的生产工艺流程
炉外精炼课程论文 题目：浅析螺纹钢工艺流程 姓名：刘彪学号： 院（系）：冶金与材料工程学院专业班级： 教师：分数： 2014年4月30日
浅析螺纹钢工艺流程 摘要:随着我国的工业化和城镇化发展的进一步加快，螺纹钢在我国今后发展中将继续是非常重要的建筑用钢，本文通过介绍螺纹钢的生产工艺流程以及生产螺纹钢的设备，以及螺纹钢在国内外的生产现状和生产新技术，综合分析说明提高螺纹管工艺技术对我国社会主义现代化建设具有重要的现实意义。 关键词：螺纹钢；生产工艺；生产现状；成材率；生产新技术； 一、前言 随着我国经济建设的快速发展，我国基础设施如房屋、桥梁、道路以及重要能源、交通等工程得到快速增长，我国正处于经济发展时期，宏观经济和固定资产投资将保持健康持续的增长。建筑行业是中国和发展中国家发展最快的行业之一，建筑用钢也将会得到长期的发展，其中螺纹钢将是最大的建筑用钢。随着钢铁工艺技术的进步，螺纹钢将不断更新换代，推出性能更好的新产品，满足用户不同的技术要求。 二、螺纹钢简介 螺纹钢是表面带肋的钢筋，亦称带肋钢筋，普通热轧钢筋其牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。热轧带肋钢筋分为HRB335（老牌号为20MnSi）、HRB400（老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20Mnti）、HRB500三个牌号。通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。规格用公称直径的毫米数表示。带肋钢筋的公称直径相当于横截面相等的光圆钢筋的公称直径。钢筋的公称直径为6-50mm，一般采用的直径为8、12、16、20、25、32、40mm。带肋钢筋在混凝土中主要承受拉应力。带肋钢筋由于肋的作用，和混凝土有较大的黏结能力，因而能更好地承受外力的作用。带肋钢筋广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。成分指标：考核螺纹钢成分含量的指标主要有：C、Mn、P、S、Si等项，牌号不同，含量各有差别，其大致范围为：C（0.10～0.40%）、Mn<1.80%、P<0.050 %、S<0.050%、Si（0.60～1.00%）；螺纹钢是由小型轧机生产的，可扎出螺纹钢线材和螺纹钢棒材，小型轧机的主要类型分为：连续式、半连续式和横列式。当今新型的钢筋轧机有通用的高速轧制的钢筋轧机和四切分的高产量的钢
电弧炉电极系统的建模及其自适应控制
电弧炉电极升降系统的建模 及其自适应控制 摘要 电弧炉炼钢是一个典型的非线性、时变性、随机性等特征融为一体的工业过程，它的能量输入主要是通过控制电极升降的调节系统来完成的；在电弧炉炼钢的整个过程中，电极调节系统是整个系统高效运转的核心环节之一，其调节的效果对炼钢过程降低能耗、缩短冶炼时间、提高效率具有重要意义。因此电极调节系统的控制方法成为电弧炉控制研究的主要对象，控制电极的升降，就控制了电极与炉料间的电弧长度，进而就控制了电弧产生电流的大小，达到控制冶炼功率的目的。本文首先建立了电弧和电极系统的模型，然后讨探讨了电弧炉电极调节系统的控制问题。 针对电弧炉冶炼的工艺特点，根据能量守恒定律和相关的电弧物理知识，以电弧电导作为状态变量，电弧瞬时电流和弧长作为输入量，建立一个用非线性微分方程描述的交流电弧炉电弧时域模型，并做了相应的仿真分析；将供电系统与电弧模型相结合，建立了电弧炉电气系统模型；然后建立了液压系统模型，通过液压缸活塞位移与电弧长度之间的关系，将液压系统模型与电气系统模型相连接，构建了电极系统模型，并通过计算机仿真说明了其工作原理及特性。 结合电弧炉炼钢工艺对控制系统的要求，并确定了电极调节系统的恒阻抗控制策略之后，将建立好的电极系统模型作为被控对象进行传统的PID控制。针对PID控制器控制电极系统的不足，设计了模型参考自适应控制器，并通过仿真验证了这种控制方法的正确性和有效性。 关键词：电弧炉；电极调节系统；PID控制；模型参考自适应；仿真
第一章绪论 1.1问题叙述 近现代炼钢方法主要有转炉炼钢法、平炉炼钢法和电炉炼钢法等。电弧炉炼钢越来越被广泛应用的同时，也逐渐成为最普遍的炼钢方法。 工业上通常所说的电炉炼钢，主要是指电弧炉(Electric Arc Furnace，简称EAF)炼钢，其他类型的电炉如感应电炉、电渣炉等所炼的钢数量较少。交流电弧炉炼钢是采用三相电极和待冶炼炉料(废钢铁)间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化废钢铁、金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢和合金的一种炼钢方法。 电弧炉炼钢过程的能量输入主要是通过电极调节系统来完成的，电极调节的效果对电弧炉炼钢过程降低能耗、缩短冶炼时间、提高冶炼效率具有重要意义。控制电极升降实现控制电极与炉料间的电弧长度，就控制了电弧产生电流的大小，达到控制冶炼功率的目的。通过建立有效的电极调节系统的数学模型，分析交流电弧的非线性特点可以设计出针对性更强、性能更好的电极控制器。 1.2国内外研究现状 电弧炉炼钢过程是一个典型的具有非线性、时变性、随机特征的工业控制过程，因此，电弧炉炼钢的过程控制受到了众多研究者的关注。而电弧炉炼钢过程的控制主要通过电极调节系统来完成输入电功率、降低能耗、缩短冶炼时间等控制目标，同时，电极调节器的调节性能及调节过程对电网电压波动的大小也产生十分重要的影响。 在60至70年代人们对电弧炉模型知之甚少，只能采用基于线性电弧阻抗的控制策略。80年代以后，Nadira R. (1988)、Gu X.-y.、Bao Y.-a(1987)等人研究了考虑电弧炉主电路非线性作用的自适应控制方法，提出了电极位置控制系统的构成，并讨论了计算机实现技术。90年代以来，美、意、英等西方主要国家纷纷投入大量力量进行电弧炉炼钢过程智能控制的研究。智能电弧炉代表了电弧炉炼钢的发展方向，是目前最先进的技术。
热处理电阻炉安全操作规程
热处理电阻炉安全操作规程 1、箱式电阻炉 1、1作业前检查： 1、1、1测温仪表、热电偶、电气设备接地线等是否完好； 1、1、2炉膛内是否有遗留工件，炉底板电阻是否完好。 1、2工件进出炉时应断电操作，不允许工件或工具与电阻丝相碰撞或接触。 1、3箱式电阻护使用温度不允许超过额定值。 1、4电炉通电前应首先合闸，再开控制柜电钮。停炉时应先关控制柜电钮，再拉闸。 1、5每日清理设备各部位（包括炉底板下部）的氧化物和杂物。 1、6工作完毕应整理工作场地，并向下一班次操作负责人交待设备情况。 2、井式电阻炉 2、1管理者应指定炉前操作负责人。 2、2使用前检查设备及炉盖提升装置、工件吊具是否缺损，设备接地、风扇是否良好。 2、3装、出炉工件时应切断电源，不允许带电操作。吊装工件时应注意不应碰撞或接触电阻丝，工件重量不允许超过吊具规定负荷。 2、4开炉过程中，温度不允许超过额定值。 2、5吊装工件时，炉子平台上、下不允许站人。 3、气体渗碳炉 3、1 指定炉前操作负责人。 3、2工作前准备： 3、2、1检查设备的接地情况，并将测量仪表按工艺规范调整正确； 3、2、2 检查炉盖的升降机构是否正常； 3、2、3风扇转动平稳、无噪音，风扇的冷却水管应完好无堵塞，工作中的冷却出水温度不允许大于60℃；
3、2、4输油管道应完好畅通无渗漏，排气管、滴油器应畅通； 3、2、5炉罐内应无碳黑之类杂物，炉子应密封良好； 3、2、6检查吊车的吊放工具是否良好，工件起吊后吊钩下不允许站人。 3、3先给风扇轴迷宫装置通冷却水，然后给设备通电。 3、4温度在3600℃以上时不允许关掉风扇。 3、5温度在750℃以下时不允许向炉内滴注煤油，以防爆炸。 3、6 RJJ 系列气体渗碳炉最高工作温度不允许超过950℃。各设备装置量及最大工件尺寸应符合设备的技术要求。 3、7工件进出炉时设备应断电；吊车的升降速度应缓慢，起吊工件时应将吊钩对中。 3、8在渗碳过程中应点燃从炉内排出的废气。 3、9渗碳工作完毕应立即用辅助炉盖将渗碳炉罐盖好。 3、10液体渗碳剂、甲醇等均属易燃易爆物品，应严格保管，注意防火防爆。 3、11定期检查设备，清洁环境卫生。 4、气体氮化炉 4、1指定炉前操作负责人。 4、2氨瓶应放置在阴凉通风的地方，距离工作场地5m 以上，不允许靠近热、电源，或受日光曝晒，以防气体受热膨胀爆炸。 4、3氨瓶应在指定地点立放，不准用吊车运送，不准摔碰、涂油脂和卧放。 4、4冬季存放氨瓶，环境气温应保持在20℃左右。如液氨冻结，只能用水冲淋化冻，不允许用火或电炉烘烤。 4、5液氨用完后，应在瓶上标注“已用完”，并集中堆放。 4、6氮化炉装好料后，应仔细检查氨气管道、炉盖是否有泄漏，以免污染环境，氨气中毒；严防氨分解出来的氢气遇火自燃，引至氮化包内引起爆炸。
电磁炉工作原理说明之电路分析
电磁炉工作原理说明之电路分析 1、主回路 图中整流桥BI将工频（50HZ）电压变成脉动直流电压，L1为扼流圈，L2是电磁线圈，IGBT由控制电路发出的矩形脉冲驱动，IGBT导通时，流过L2的电流迅速增加。IGBT截止时，L2、C21发生串联谐振，IGBT的C极对地产生高压脉冲。当该脉冲降至为零时，驱动脉冲再次加到IGBT上使之导通。上述过程周而复始，最终产25KHZ左右的主频电磁波，使陶瓷板上放置的铁质锅底感应出涡流并使锅发热。串联谐振的频率取之L2、C21的参数。 C5为电源滤波电容。CNR1为压敏电阻（突波吸收器），当AC电源电压因故突然升高时，瞬间短路，使保险丝迅速熔断，以保护电路。 2、副电源
开关电源提供有+5V，+18V两种稳压回路，其中桥式整流后的+18V供IGBT 的驱动回路，同步比较IC LM339和风扇驱动回路使用，由三端稳压电路稳压后的+5V供主控MCU使用。 3、冷却风扇 当电源接通时主控IC发出风扇驱动信号（FAN），使风扇持续转动，吸入外冷空气至机体内，再从机体后侧排出热空气，以达至机内散热目的，避免零件因高温工作环境造成损坏故障。当风扇停转或散热不良，IGBT表贴热敏电阻将超温信号传送到CPU，停止加热，实现保护。通电瞬间CPU会发出一个风扇检测信号，以后整机正常运行时CPU发出风扇驱动信号使其工作。 4、定温控制及过热保护电路
该电路主要功能为依据置于陶板下方的热敏电阻（RT1）和IGBT上的热敏电阻（负温度系数）感测温度而改变电阻的一随温度变化的电压单位传送至主控IC（CPU），CPU经A/D转换后对照温度设定值比较而作出运行或停止运行信号。 5、主控IC（CPU）主要功能 18脚主控IC主要功能如下： （1）电源ON/OFF切换控制 （2）加热火力/定温温度控制 （3）各种自动功能的控制 （4）无负载检知及自动关机 （5）按键功能输入检知 （6）机内温升过高保护 （7）锅具检知 （8）炉面过热告知 （9）散热风扇控制 （10）各种面板显示的控制 6、负载电流检知电路 该电路中T2（互感器）串接在DB（桥式整流器）前的线路上，因此T2二次侧的AC电压可反映输入电流的变化，此AC电压再经D13、D14、D15、D5全波整流为DC电压，该电压经分压后直接送CPU的AD转换后，CPU根据转换后的AD 值判断电流大小经软件计算功率并控制PWM输出大小来控制功率及检知负载
普通电弧炉设计与电极升降控制
普通电弧炉的一般设计与电极升降控制
摘要： 为了提高所熔炼速度和钢水的质量、减少电能及电极的消耗量、保证维持规定的电气工作条件，使设备获得较高的生产率。从电弧炉的一般设计概况，到电弧炉电极的升降控制。系统了解电弧炉中存在的缺点与不足。通过分析，更好的提高电气控制的稳定性，提高电网提高熔炼速度。 关键词：电弧炉、短网电流、电极升降。
目录 一、电弧炉的简介及特点 1.电弧炉简介 2.电弧炉特点 二、电弧炉的一般设计 1.电弧炉组成部分 2.炉体设计 3.变压器设计 4.短网电流的计算 5.电极直径计算 6.电极升降计算 7.其他相关参数 三、电极升降自动控制 1.调节器的组成及工作原理 2.调节器的结构原理 四、小结 五、参考文献
一、电弧炉的简介及特点 1.电弧炉简介 电弧炉是利用电极间电弧产生的热能冶炼金属的一种设备。电弧炉炼钢就是靠电极与炉料之间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢和合金。 现代化炼钢电弧炉均为直接加热、炉底不导电式电炉。该电炉按直接加热金属的原理工作，电弧发生在每一电极与炉料之间，
己熔化的金属则形成负荷的中心点。 2.电弧炉的特点 电弧炉进行冶炼，电弧炉是一个多变量、非线性、大滞后、强藕合、时变、随机干扰较强的系统，使得系统电极位置、电弧长度、电弧电流以及系统功率很难保持最佳工作状态。电极升降调节系统是电弧炉的重要组成部分，其工作性能的好坏直接影响钢的产量、质量和能源消耗。在电弧炉冶炼过程中，三相交流电弧炉的电力负载是不稳定的、不对称的；无功冲击及闪变；产生谐波电流。 电弧炉的整个炼钢过程一般分为熔化期、氧化期、还原期三个时期，由于各个时期所完成的任务不同，因而相应地对冶炼温度和功率的要求也不同。 （熔化期）开始熔化阶段，固体炉料熔化，能量需求最大。 （氧化期）初精炼及加热阶段。 （还原期）精炼期，此阶段输入能量只需平衡热损耗。 在废钢冶炼时电弧炉的工作特性为：
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用(新版)
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用(新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0468
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用 (新版) 铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。只要其中某一道工序或某一个过程失误，均会造成铸造缺陷。当然，同一类缺陷由于场合和零件的不同，往往有不同的形成原因。常言道“三分冶炼，七分铸造”。钢液质量与铸件的质量密切相关。本文中，主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。 1.炉外精炼技术简介 20世纪炼钢技术中的革新，主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连续铸钢法。由于这些实用技术的采用，炼钢生产率飞速提高。炉外精炼技术是设置在转炉和连续铸钢间的连接工序，这一技术的实用化，大大提高并完善亨利贝塞麦发明的液态炼钢法。要提高铸钢生产的质量和产量，同样离不开冶金冶炼技术的发展。炉外精炼技术就是
铸件生产中的适用技术之一。 1.1炉外精炼技术的功能①脱氢、②脱氧、③脱碳、④脱硫、⑤非金属夹杂物的形态控制、⑥成分调整(添加合金)、⑦钢液成分及温度的微调及均匀化、⑧脱氮、⑨脱磷。针对上述功能，衍生出LF 法、VD法、VOD法、RH法、SKF’法等炉外精炼设备。但对于各生产厂家具体使用哪种精炼设备，他们会综合考虑冶炼的钢种、生产量、粗／精炼的组合等，选择最适合的炉外精练法。 1.2电炉加钢包精炼炉双联工艺法简介目前，电弧炉炼钢是铸钢件生产中最广泛的炼钢方法之一。这种方法是利用电弧产生的高温和热能熔化固体炉料，实现冶炼的目的。在电弧炉炼钢中为了清除钢液中的气体和夹杂物，通常通过脱碳反应形成钢液沸腾，对钢液激烈氧化。在下一步为了去除钢液中残余的氧，又需要对钢液进行脱氧，因此产生大量的夹杂物，这是电弧炉炼钢难以解决的矛盾。为了解决这一问题，经过冶金工作者多年努力，摸索出双联工艺法方案。即将原电弧炉炼钢的两大期——氧化期及还原期分别放在电弧炉和钢包精炼中进行，各自独立操作，以达到提高钢液的冶炼质