礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐。它主要用于還原冶煉礦石,碳質(zhì)還原劑及溶劑等原料。主要生產(chǎn)硅鐵,錳鐵,鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等鐵合金,是冶金工業(yè)中重要工業(yè)原料及電石等化工原料。其工作特點(diǎn)是采用碳質(zhì)或鎂質(zhì)耐火材料作爐襯,使用自培電極。電極插入爐料進(jìn)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(chǎn)生能量來熔煉金屬,陸續(xù)加料,間歇式出鐵渣,連續(xù)作業(yè)的一種工業(yè)電爐。
(一):礦熱爐主要類別、用途 類別 主要原料 制成品 反映溫度 0℃ 電耗 KW*h/t 鐵合金爐 硅鐵爐 (45%)硅鐵 硅鐵、廢鐵、焦碳 硅鐵 1550-1770 2100-5500 (75%)硅鐵 8000-11000 錳鐵爐 錳礦石、廢鐵、焦碳、石灰 錳鐵 1500-1400 2400-4000 鉻鐵爐 鉻礦石、硅石、焦碳 鉻鐵 1600-1750 3200-6000 鎢鐵爐 鎢晶礦石、焦碳 鎢鐵 2400-2900 3000-5000 硅鉻爐 鉻鐵、硅石、焦碳 硅鉻合金 1600-1750 3500-6500 硅錳爐 錳礦石、硅石、廢鐵、焦碳 硅錳合金 1350-1400 3500-4000 煉鋼電爐 鐵礦石、焦碳 生鐵 1500-1600 1800-2500 電石爐 石灰石、焦碳 電石 1900-2000 1900-3000 碳化硼爐 氧化硼、焦碳 碳化硼 1800-2500 -20000 (1)電耗值隨原料成分,制成品成分,電爐容量等的不同而有很大差異。這里是約值。
(二): 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 礦熱爐是一種耗電量巨大的工業(yè)電爐。主要由爐殼,爐蓋、爐襯、短網(wǎng),水冷系統(tǒng),排煙系統(tǒng),除塵系統(tǒng),電極殼,電極壓放及升降系統(tǒng),上下料系統(tǒng),把持器,燒穿器,液壓系統(tǒng),礦熱爐變壓器及各種電器設(shè)備等組成。 根據(jù)礦熱爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作特點(diǎn),礦熱爐的系統(tǒng)電抗的70%是由短網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的,而短網(wǎng)是一個(gè)大電流工作的系統(tǒng),最大電流可以達(dá)到上萬安培,因此短網(wǎng)的性能決定了礦熱爐的性能,正是由于這個(gè)原因,因此礦熱爐的自然功率因數(shù)很難達(dá)到0.85以上,絕大多數(shù)的爐子的自然功率因數(shù)都在0.7~0.8之間,較低的功率因數(shù)不僅使變壓器的效率下降,消耗大量的無用功,且被電力部分加收額外的電力罰款,同時(shí)由于電極的人工控制以及堆料的工藝,導(dǎo)致三相間的電力不平衡加大,最高不平衡度可以達(dá)到20%以上,這導(dǎo)致冶煉效率的低下,電費(fèi)增高,因此提高短網(wǎng)的功率因數(shù),降低電網(wǎng)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(dāng)?shù)氖侄?,提高短網(wǎng)功率因數(shù),可以達(dá)到以下的效果: (1) 降低電耗5~20% (2) 提高產(chǎn)量5%~10%以上。 從而給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益,而投入的改造費(fèi)用將可以在節(jié)約的電費(fèi)中短期內(nèi)收回。
(三): 方法及原理 一般情況下為了解決礦熱爐功率因數(shù)低下的問題,我國目前一般采用電容補(bǔ)償?shù)姆绞絹斫鉀Q,通常是在高壓端進(jìn)行無功補(bǔ)償,但是由于高壓端補(bǔ)償不能解決三相平衡的問題,而且由于短網(wǎng)的感抗占整個(gè)系統(tǒng)感抗的70%以上,因此高壓端補(bǔ)償并沒有達(dá)到降低短網(wǎng)系統(tǒng)感抗,提高短網(wǎng)功率因數(shù)。增加變壓器出力的目的,僅僅是對供電部門有意義。
因此目前也有部分單位在新建爐子上采取了高低壓同時(shí)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)拇胧瑏斫鉀Q以上的問題,在短網(wǎng)端進(jìn)行補(bǔ)償能夠大幅提高短網(wǎng)端的功率因數(shù),降低電耗,針對爐變低壓側(cè)短網(wǎng)的大量無功消耗和不平衡性,兼顧有效提高功率因數(shù)而實(shí)施無功就地補(bǔ)償技術(shù)改造,從技術(shù)上來講是可靠、成熟的,從經(jīng)濟(jì)上來講,投入和產(chǎn)出是成正比的。在礦熱爐低壓側(cè)針對短網(wǎng)無功消耗和其布置長度不一致導(dǎo)致的三相不平衡現(xiàn)象而實(shí)施的無功就地補(bǔ)償,無論在提高功率因數(shù)、吸收諧波,還是在增產(chǎn)、降耗上,都有著高壓補(bǔ)償無法比擬的優(yōu)勢。但是由于成本較高,同時(shí)由于工作環(huán)境惡劣,因此壽命受到極大的影響,同時(shí)短網(wǎng)低壓端無功補(bǔ)償也帶來了諧波增加,因此又必須采取措施來抑制3~7次諧波,從而使投入加大,投資回收周期加長,同時(shí)后續(xù)維護(hù)費(fèi)用高,綜合效益不佳。一般僅適用于新建爐子。