0铁合金矿热炉设计理论研究概要.ppt

炉体阻抗研究需完善的问题 参数 12MVA 48MVA 电阻，mΩ 1.8 1.2 感抗，mΩ 0.7 1.1 * 炉体阻抗研究需完善的问题 1)安德里公式中操作电阻应为操作阻抗 2)电气参数检验的精准性 * 硅铁炉熔池结构的示意图 1－预热区；2－烧结区；3－还原区；4－电弧区；5－熔池区； 6－假炉底；7－死料区；8－电极； 9－炉衬； 10－出铁口 无渣法熔池电热转化模式 3) 考虑电热转换模式 硅铁、工业硅 * 有渣法矿热炉熔池结构示意图 松散的烧结料；2. 软熔带；3. 渣焦混合物；4. 焦炭层；5. 渣层（有焦炭）；6. 渣层； 7. 金属；8. 死料区；9. 电极碎块；10. 电极；11. 碳砖；12. 出渣口；13. 出铁口 有渣法熔池电热转化模式 锰系、铬系 （4）自焙电极烧结质量与电极电流密度 * （5）变压器外特性与低压补偿 直流电源的外特性方程 负载性质对变压器外特性的影响 变压器二次侧电压也是熔炼特性参数 铁合金矿热炉设计理论研究 行业背景 能耗较高；自动化程度低；矿热炉容量小。2006年,3400座矿热炉，6300kVA以下占1/3。 “十二五”期间：淘汰12.5MVA以下矿热炉，硅钙矿热炉容量为12.5MVA及以上。其余铁合金用矿热炉容量为25MVA及以上。鼓励发展45MVA以上的大型矿热炉。 * * 矿热炉示意图 * 矿热炉参数 电阻炉与矿热炉对比 （1）电阻与炉料、电极直径等关系？ （2）电能的分配问题？ （3）自焙电极直径与电流的关系？mΩ 电热转化系统 矿热炉设计简介 电还原炉 * 现有矿热炉的设计方法 （1）从已知变压器视在功率出发，确定二次电压和电流，再确定炉子结构参数。误差大，适用小型矿热炉。 （2）从电炉实际的操作电阻出发，确定炉体的参数，再反算短网和变压器的参数。 r R k 设计方法（1） 第一步：确定矿热炉的视在功率 第二步： 矿热炉炉口电压（电极间电压）确定 第三步：电极电流确定 入炉功率P与炉口电压V2来确定。 第四步：电极直径确定 第五步：炉体几何参数确定 设计方法（2） 第一步：计算入炉有功功率 第二步：确定操作电阻 第三步：确定电极直径 第四步：炉体几何参数 以电极直径为中心，确定炉膛直径、深度与极心圆直径等几何参数。 矿热炉设计公式简介（电阻公式） 炉体操作阻抗变化规律 影响因素 1）电阻率 2）电弧特性 3）电极直径 4）电极间距 5）插入深度 研究方法 1）白箱+理论分析 2）黑箱+统计分析 * 矿热炉放大设计模型 矿热炉运行模型 与 放大设计模型 * 安德烈公式（美国） 炉体操作阻抗变化规律 * 当矿热炉达到最大炉膛功率密度时对应的电气参数作为K因子的计算值 类比 凯里公式（美国） * 柏森公式（美国） 纵坐标：K因子，Ω.inch 横坐标：电极功率密度，kW/inch2 K因子与电极功率密度的关系 * 威斯特里公式（挪威） 依据： 归纳： 结论： 入炉功率在炉内实现最佳的分配才能达到指标最好 斯特隆斯基公式（挪威）  * 思路：找出反映工艺过程而不取决于功率的指标以供 矿热炉放大设计之用. 归纳：炉膛功率密度与电极电流密度为常数 推导： 结论： X: 在0.5-1.0之间 0.5: 恒定的操作电阻 1.0: 恒定的入炉电压 矿热炉设计新模型研究 矿热炉设计新模型 模型基础上的安德烈公式新解 模型基础上的威斯特里公式新解