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组合把持器在封闭电炉中的应用 一、前言 2003年下半年，做为钢铁行业的一个分支，铁合金市场随着我国钢铁产量的过快增长，而日趋活跃，产品价格不断攀升；我公司抓住机遇与钢铁公司合作，在原#位置重建一台16500KVA矿热电炉，生产硅锰合金。在这台电炉上，我们在电炉封闭的条件下，首次使用了组合把持器，并取得了较好的经济技术指标。 当前大型矿热炉的电极把持系统，主要以锥形环式、波纹管、胶囊式三种类型。锥形环式把持器是比较传统的电极把持方式。我国铁合金行业85%以上矿热电炉都使用这种把持器，这种把持器投资省、结构简单，但生产中铜瓦损耗大、电极易产生软、硬断事故。生产热停多，尤其是封闭电炉，在电极软断时，如果操作不当，一次可同时打漏电极的全部铜瓦（12500KVA以上的电炉通常是八块铜瓦）。近几年，部分地区使用锻造铜瓦，使铜瓦的寿命有所增长。波纹管式保持器克服了锥形环把持器的易烧铜瓦的缺点。每块铜瓦用一个波纹管有弹性地顶起，使铜瓦与电极接触紧密，避免了铜瓦与电极接触不好造成的引弧打电，击穿铜瓦，使铜瓦的寿命大大延长，但波纹管没能解决好电极易产生软、硬断问题，并且现波纹管大部分靠进口，国产波纹管的使用寿命明显低于进口波纹管，更换波纹管的价格偏高，波纹管在我国西北地区逐渐推广。 20世纪70年代末期，我国从挪威埃肯公司引进了组合把持器这项新技术，组合把持器结构更加简单，适用于不同的电极直径，取消了铜瓦，电极烧结良好，压放顺畅，电极轻易不会产生软断事故。但组合把持器要电极壳做工精良，把持器绝缘系统应保持良好。 我国引进组合把持器后，主要是在部分电石炉中投入使用。在铁合金行业中开始只有两三家使用了这种设备，我公司在消化、吸收了国内外经验的基础上，在2003年率先在16500KVA矮烟罩敞口电炉上使用了组合把持器，经过半年的运行，我们基本掌握了把持器的关键技术，在此基础上，2003年12月开始，我们自行设计、制作、安装了#炉。#炉主要采用了封闭电炉组合把持器、水冷电缆、有载调压侧出线变压器等比较先进的设备。 二、封闭电炉和组合把持器的结构形式 1、矿热电炉按烟罩或炉盖形式可分为高烟罩及矮烟罩敞口式电炉、矮烟罩半封闭电炉和全封闭电炉。 敞口电炉结构简单、投资小、易维护。但劳动条件差、烟尘大、污染环境，环保设置可采用布袋除尘器，但投资较高。全封闭电炉投资高，难于操作和维护，但可以回收煤气，尤其是北方企业，煤气可以转化成蒸气取暖。煤气回收系统投资不是很高，只是煤气中的烟尘通过煤气洗涤水进入水中，造成水的二次污染，故我公司又上了一套水处理设备。 全封闭电炉的结构 图1.矿热电炉全封闭电炉 2、组合把持器结构 图2.组合把持器纵剖图 3.组合把持器横剖图 3、封闭电炉与组合把持器结合的优势 封闭电炉不易观察炉况及把持系统，出现电极事故，易打铜瓦，但封闭电炉的炉温低，炉况相对稳定。 组合把持器没有铜瓦，电极不易出现软断，封闭炉炉口温度低，适于导电元件的工作环境，并可提高绝缘件的使用寿命。故封闭电炉条件下的组合把持器做到了优势互补。 三、电炉参数的选择 本次电炉参数选择主要采用斯特隆斯基计算法先算出电极直径，再根据安德烈计算法，确定其它几个主要参数，并参考我公司参数较好的两台电炉， 1、电炉参数的理论计算 工作电压U2=KuPs? Ku=6.2～6.6 Ps? 16500KVA电炉，可超负荷15% 工作电流 电极直径 J=4.5～6 取经验数计算d=1150mm 极心圆直径D=ad a=2.5～2.8 炉膛直径Q=rd r=6.3～6.5 炉膛深度H=βq β=2.5～2.8 2、电炉参数的确定 又以上公式计算可知，计算值是一个范围值，最后系数的确定，要根据电炉的品种、容量及相同电路的参数作为参考值。本次#炉的参数选择，我们选择了同品种（硅锰合金）大容量电炉，且在我公司电炉指标最好的两台电炉16500KVA的#炉和25000kVA的#炉作为参考值，但以上二台电炉又各自存在不足， #炉炉膛直径明显偏小， #炉功率未达满负荷。#炉参数选择要避开以上两台电路的不足，最后确定参数如下： 电炉 103#炉 401#炉 102#炉 电炉容量 16500KVA 25000KVA 16500KVA 电极直径 1150mm 1300mm 1150mm 极心圆直径 3000 a =2.6 3400 a =2.61 3200 a =2.78 炉膛直径 6600 r =5.74 7500 r =5.76 7400 r =6.43 炉膛深度 1950 β=1.69 2585 β=1.99 2305 β=2.0 炉壳直径 8200 9250 9000 炉壳