单台大容量420t超高功率双石墨电极直流电弧炉介绍

 长期以来，炼钢电弧炉一直采用交流三相式电弧炉。但是，交流电弧炉本身存在着一系列难以克服的缺点。20世纪70年代~80年代，一些工业发达国家纷纷开发直流炼钢电弧炉(DCEAF)，并获得了显著的进展。日本在研制直流电弧炉方面起步较晚，但是发展最快，是目前投入使用直流电弧炉数量最多的国家。单台大容量电弧炉是最近几年炼钢业发展的趋势，可以满足钢厂对更高生产率的需求。

单台大容量420t超高功率双石墨电极直流电弧炉介绍

 

直流电炉的特点

　　此直流电弧炉的机械设备由炉体、炉盖及其提升与旋转机构、电极及其升降机构、大电流线路、液压系统、冷却水及压缩空气系统等组成。它的供电系统不同于交流电弧炉，配有整流器和电抗器，在炉底装置接电点构成电流回路，接电点的维护和寿命是直流电弧炉操作中的关键问题，一般在炉底钢板上放铜板，以利于导电，铜板上砌三层镁碳砖，再在其上打结耐火材料。
　　东京制钢田原工厂生产中碳钢、低碳钢和超低碳钢，炉子设计为全平台，对分炉壳，采用连续废钢加料Consteel和双石墨电极直流技术。该直流电弧炉的主要技术参数见表1。

表1 420t超高功率双石墨电极直流电弧炉主要技术参数

单台大容量420t超高功率双石墨电极直流电弧炉介绍

 

　　此直流电弧炉的电源由变压器、晶闸管、直流电抗器和其他辅助设备构成。直流电弧炉电源的核心在于晶闸管。随着晶闸管技术的应用及发展，大功率直流电源设备的制造技术难题已经解决。此台DCEAF设计有2个阴极(双石墨顶电极直流技术)和4个水冷底阳极，每个阳极的电流为70kA，总电流为280kA。同单个阴极设计相比较而言，双石墨电极技术能够提供非常高的功率和较小的电极直径，对电网干扰少。（欢迎关注“电炉炼钢”）

　　直流电弧炉由于消除了电磁感应的影响，二次导体上只有直流电阻损失，导体周边的机械结构也无需再使用非磁性材料，电极的振动现象也消除了。为防止突变电流并稳定电弧，在直流回路中还要装配直流电抗器。在交流电弧炉中电弧总是以30°~45°角向炉壁倾斜，因而形成热点;直流电弧炉中电弧是以15°~30°角指向熔池，并在电磁力作用下每秒绕中心随机旋转几次。电弧长度是指电极端部到熔池的直线距离，在交流情况下电弧长度为1mm/V弧，由于直流电弧特别稳定，预计比交流电弧长。
　　通过单独控制4个阳极的电流传导和分布可达到功率调节的最大灵活性。同时，具有特殊设计特点的水冷底阳极可以使用普通耐火材料。倾动平台的设计是基于3个摇臂，它在轴承区域能够提供更好的运行稳定性。3个摇臂与炉体匹配，能够保证炉体安全后倾。