炼钢电弧炉的圆图分析及应用.docVIP

 河北冶金 总第121 期 Total 121 HEBEI METALLURGY 2001 年第1 期 200 1 Number 1 炼钢电弧炉的圆图分析及应用 乔兴武 石家庄钢铁公司 总经办 河北 石家庄 050031 摘 要 从三相交流电弧炉的功率特性曲线的圆图分析出发 讨论实用圆图在电弧炉的使用运行及 改造设计中的应用 从而实现炼钢电弧炉的经济有效运行 关键词 电弧炉 功率特性曲线 圆图 应用 A 中图分类号 TF741.5 文献标识码 文章编号 1006 5008 2001 01 0013 05 ROUND DIAGRAM ANALYSIS OF ELECTRIC-ARC FURNACE AND ITS APPLICATION QIAO Xing-wu (Chief Economist Office, Shijiazhuang Iron and Steel Company, Hebei, Shijiazhuang, 050031) Abstract: From analysis of round diagram of power characteristic of three-phase AC electric-arc furnace, the application of practical round diagram in the operation and reform design of electric-arc furnace is discussed. On the base of that the economic and efficient operation of the furnace can be realized. Key Words: electric-arc furnace; power characteristic; round diagram 三相交流炼钢电弧炉的工作点及运行区域 即 电弧炉二次电压 工作电流及工作电流在功率特性 曲线上的位置 直接关系到电弧特征 影响废钢的 熔化速度 冶炼时间 冶炼电耗 炉衬寿命等 为 使电弧炉有效而经济地运行 在电弧炉的设计 使 用 改造中需要特别注意电弧炉的工作点及运行区 域 正确的选择电弧炉的工作点及运行区域 首先 需要搞清楚电弧炉的电气特性 回路功率特性 即电弧炉的各电气量 二次电压 相电抗 工作电 流 对电弧功率 回路功率 功率因数 电效率 耐材摩损指数等的影响 图1 电弧炉的等值电路 交流电弧炉的功率特性曲线 三相交流炼钢电弧炉的电弧行为总是在极不规 则激烈的变动中 为便于研究 将交流电弧炉电气 回路作为三相平衡的正弦波电路来处理 将电弧视 作线性可变电阻 同时 忽略电炉变压器的空载电 流 这样 无论普通功率电炉 超高功率电炉 还 是高阻抗电弧炉的电气回路都可按电学原理简化成 如图1的等值电路 1 图中 U0 相电压 与线电压U2 的关系为U0 =U2 / 3 在一定的二次电压档级下为常数 X r I 相电抗 相电阻 相电流 为常数 为常数 即回路工作电流或电弧电流 上述等值电路中的r与X的数值 可运用设计计 收稿日期 2001 01 12 算方法算出 对投入运行的电炉可用短路试验求得 r+JX值 于是运用电学理论可以进行以下功率特性 计算 I1 I2 及短路时的cos 为定值 后面详述 3 2 REP = U 2 / ( X a ) F中 U2 X a 为定 值 REP的大小仅决定于F F在一定的cos 下出现 2 2 2 1/2 电弧电压 三相电弧功率 三相损耗功率 三相无功功率 三相有功功率 视在功率 电效率 功率因数 耐材摩损指数 A = (U2 / 3 ) -I X Pa = 3 IUA - Ir 最大值 一般cos =0.866~0.9为最大值区间 因而 REP出现最大值点 采用以上公式逐点计算并绘制特性曲线的方法 过于繁杂 尤其电炉变压器二次侧电压档级很多 2 PL = 3 I r Q = 3 I 2X 2 2 1/2 Pc = PA+PL=(S -Q ) 需进行不同的U2值的计算 为此 采用作电弧炉的 S = 3 (U2 / 3 ) I = = PA / Pc 3 IU2 电气圆图的方法 应用圆图获取各个电热量值及研 究相互关系 作圆图方法如下 cos = Pc / S 3 2 REP = (U 2 / Xa ) F a为电弧距炉衬距离 料求得 为已知 F值由相关资 根据以上关系式 可求得对于一定U2 r X及 a下 线 不同I值所对应的各个电热量值 如图2为9MVA电炉的特性曲线图 进而作出曲