礦熱爐和電弧爐的區別是什么? 電弧爐是利用電弧能來冶煉金屬的一種工頻電爐。抄工業上應用的電弧爐可分為三類:第一類是直接加熱式,電弧發生在專用電極棒和被熔煉的爐料之間,爐料襲直接受到電弧熱。主要用于煉鋼,其次也用于熔煉鐵、銅、耐火材料、精煉鋼液等。第二類是間接加熱式,電弧發生在兩根專用電極棒之間,爐料知受到電弧的輻射熱,用于熔煉銅、銅合金等。第三類稱為礦熱爐,是以高電阻率的礦石為原料,在工作過程中電極的下部一般是埋在爐料里面的。其加熱原理是:既利用電流通過爐料時,爐料電阻產生的熱道量,同時也利用了電極和爐料間的電弧產生的熱量。
礦熱爐是電弧爐的一種。
一、性質:
1.電弧爐:是利用電極電弧產生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐。
電弧爐通過金屬電極或非金屬電極產生電弧加熱的工業爐叫做電弧爐。電弧爐按電弧形式可分為三相電弧爐、自耗電弧爐、單相電弧爐和電阻電弧爐等類型。電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門、出鋼槽和爐身組成,爐底和爐壁用堿性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。電弧煉鋼爐按每噸爐容量所配變壓器容量的多少分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼是通過石墨電極向電弧煉鋼爐內輸入電能,以電極端部和爐料之間發生的電弧為熱源進行煉鋼。電弧爐以電能為熱源,可調整爐內氣氛,對熔煉含有易氧化元素較多的鋼種極為有利。電弧爐煉鋼發明后不久,就用于冶煉合金鋼,并得到較大的發展。
隨著電弧爐設備的改進以及冶煉技術的提高,電力工業的發展,電弧爐煉鋼的成本不斷下降,現在電弧爐煉鋼不但用于生產合金鋼,而且大量用來生產普通碳素鋼,其產量在主要工業國家鋼總產量中的比重,不斷上升。
2.礦熱爐:又稱電弧電爐或電阻電爐。是一種耗電量巨大的工業電爐。
根據礦熱爐的結構特點以及工作特點,礦熱爐的系統電抗的70%是由短網系統產生的,而短網是一個大電流工作的系統,最大電流可以達到上萬安培,因此短網的性能決定了礦熱爐的性能,正是由于這個原因,因此礦熱爐的自然功率因數很難達到0.85以上,絕大多數的爐子的自然功率因數都在0.7~0.8之間,較低的功率因數不僅使變壓器的效率下降,消耗大量的無用功,且被電力部門加收額外的電力罰款,同時由于電極的人工控制以及堆料的工藝,導致三相間的電力不平衡加大,最高不平衡度可以達到20%以上,這導致冶煉效率的低下,電費增高,因此提高短網的功率因數,降低電網不平衡就成了降低能耗,提高冶煉效率的有效手段。如果采取適當的手段,提高短網功率因數,可以達到以下的效果:
(1)降低電耗5~20%
(2)提高產量5%~10%以上。
從而給企業帶來良好的經濟效益,而投入的改造費用將可以在節約的電費中短期內收回。
礦熱爐系統損耗如下圖所示,短網的損耗占據了系統自身損耗的70%以上,而短網是一個大電流工作的系統,最大電流可以達到上萬安培,因此短網的性能在很大程度上決定了礦熱爐的性能
如果采取適當的手段,提高短網功率因數,改善電極不平衡度,那么將可以達到以下的效果:
AAAA、、降低生產電耗降低生產電耗降低生產電耗降低生產電耗3%3%3%3%~~~~6666%;
BBBB、提高產品產量提高產品產量提高產品產量提高產品產量5%5%5%5%~~~15151515%。%。%。%。
從而給企業帶來良好的經濟效益,而投入的改造費用可以在創造的綜合效益中短期內收回。一般情況下為了解決礦熱爐自然功率因數低下的問題,我國多采用在高壓端進行無功補償的方法來解決,高壓補償僅僅是提高了高壓側的功率因數,但是由于低壓端短網系統的巨大的感抗所產生的無功功率依然在短網系統中流動,同時三相不平衡是由于短網的強相(短網較短故感抗較小、所以損耗較小,輸出較大故名強相)和弱相造成的,因此高壓補償不能解決三相平衡的問題,也沒有達到抵消短網系統無功、提高低壓端功率因數的作用,由于短網的感抗占整個系統感抗的70%以上,所以不能降低低壓端的損耗,也不能增加變壓器的出力,但可以避免罰款,僅僅是對供電部門有意義。相對高壓補償而言,低壓補償的優勢除提高功率因數外,主要體現在以下幾個方面:1)、提高變壓器、大電流線路利用率,增加冶煉有效輸入功率。針對電弧冶煉而言,無功的產生主要是由電弧電流引起的,將補償點前移至短網,就地補償短網的大量無功消耗,提高電源輸入電壓、提高變壓器的出力、增加冶煉有效輸入功率。料的熔化功率是與電極電壓和料比電阻成函數關系的,可以簡單表示為P=U2/Z料。由于提高了變壓器的載荷能力,變壓器向爐膛輸入的功率增大,實現增產降耗。2)、不平衡補償,改善三相的強、弱相狀況。
由于三相短網布置和爐體、爐料等總是不平衡的,三相不同的電壓降、不同的功率,就導致了強、弱相現象的形成。采取單相并聯的方式進行無功補償,綜合調節各相補償容量,提高爐心功率密度和坩鍋均勻度,使三相電極的有效工作電壓一致、平衡電極電壓、均衡三相吃料,改善三相的強、弱相狀況,達到增產、降耗的目的。同時,改善三相不平衡現象,改善了爐膛工作環境,延長了爐子使用壽命。3)、降低高次諧波,減少諧波對整個供電設備的危害,減小變壓器及網絡附加損耗。4)、提高了電能質量,改善了系統電氣參數,提高了產品質量。下圖反應了高壓補償和低壓補償時的無功功率的流動方向。從圖中可以清晰的看出高壓補償不能降低損耗和增加變壓器出力的原因:
但是由于傳統的補償投切技術(如采用交流接觸器投切)投切開關數量多,成本較高,同時由于工作環境惡劣,因此壽命受到極大的影響,根據調查統計,已有的采用傳統方式投切的低壓補償使用壽命很難超過一年,因此給企業帶來很大的維護量,投資回收周期加長,由于后續維護費用高,綜合效益不佳。BWKN-3500型無功補償控制器(礦熱爐短網專用型),為適應礦熱爐的工作特性專門開發和設計的用于礦熱爐系統的無功補償控制器(礦熱爐短網專用型),該控制器具有改善電能質量的理想功能,主要具有提高礦熱爐功率因數、節約能源、提供電壓支撐、減少閃變等功能。該控制器具有以下顯著特點:
▲三相分別補償,降低三相不平衡度,有效增產降耗。
▲極大改善電壓跌落和閃變。
▲任何時刻實現自由投切。
▲具有高度的可靠性,可實現免維護以及無人值守。
▲多重保護設計,最大限度避免了電容器以及電子開關的損壞。(根據不同客戶制訂)
▲顯著提高供電系統利用率。
▲主要技術參數:控制器主要依據
設計規范:DL/T597-1996;額定電壓:220V;基波頻率:50Hz;控制物理量:無功功率Q;功率因數COSΦ;無功補償容量單路設定值:0---9999KVAR工作制:連續工作;環境溫度:-5℃~+70℃;相對濕度:日平均不大于95%,月平均不大于90%(戶內),不凝露;補償方式:分相分級補償。(可根據客戶需求訂制)
▲性能特點可分相、分級、循環、電子開關投切;可分相分級補償。配置完善的保護功能;自動控制投切,裝置運行無須人工干預,安全高效。
二、特點:
1.電弧爐:電弧專爐比其他煉鋼爐工藝靈活性大,能有效地除去硫、磷等雜質,爐溫容易控制,設備占地面積小,適于優質合金鋼的熔煉。
2.礦熱爐:其工作特點是采用碳質或鎂質耐火材料作爐襯,使用自培電極。電極插入爐料進行埋弧操作,利用電弧的能量及電流通過爐料的,因爐料的電阻而產生能量來熔煉金屬,陸續加料,間歇式出鐵渣,連續作業的一種工業電爐。
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