半封閉爐

半封閉爐特徵是半封閉連通金屬爐芯是一個由多根一端開口，另一端同環形管焊接的半封閉連通體，為適應我國鐵合金工業的發展，80年代中期完成了冶煉75 %矽鐵的6000kVA半封閉式電爐的全套設計。

基本介紹

• 中文名：半封閉爐
• 外文名：Semi-closed furnace
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 套用：冶煉75 %矽鐵
• 典型設備：6000kVA半封閉式電爐

簡介

為適應我國鐵合金工業的發展，80年代中期完成了冶煉75 %矽鐵的6000kVA半封閉式電爐的全套設計。這種容量的鐵合金電爐採用了國內較為成熟、可靠的先進技術；同時為實現電爐的煙氣淨化創造了有利條件，從而使我國中、小型鐵合金電爐在機械化、自動化以及解決環境污染上產生了一個新的飛躍。

6000kVA半封閉電爐的設計參數是根據多年來我國冶煉75 %矽鐵的經驗，總結並加以改進後確定的。目前設計的此種電爐已先後於1986年10月在峨眉鐵合金廠(生產錳矽合金)、1987年5月在天津鐵合金廠(生產75 %矽鐵)、1987年7月在大同市鐵合金廠(生產75%矽鐵)順利投產。根據這幾個廠投產的情況，可以說，設計所選定的工藝參數是合理的， 它不但適合於75% 矽鐵的冶煉，而且也可用於錳矽合金的冶煉，達到了預期的效果，總體看是令人滿意的，不可否認，設計上也存在許多不足之處。在施工、投產中通過不斷地發現問題，解決問題，對設計加以改進，使此種電爐更趨完善，從而更好地滿足了生產要求。下面僅就6000kV A半封閉電爐在施工安裝及試車投產過程中出現的一些問題， 並針對這些問題在設計上的逐步改進和完善概略作一介紹。

電極系統

拉緊油缸式錐形環把持器是電極系統中的一個關鍵部位。設計採用的這種結構形式的把持器，從1986年lO月投產以來，迄今還沒有出現什麼大問題，總體上說，比較令人滿意。但其關鍵部件—— 錐形環水套，卻是一個影響使用壽命的薄弱環節。由於設計、製造等方面的原因，此種環水套使用僅一年左右便出現漏水現象。而處理這種事故，對不鏽鋼來說，由於焊接要求比較嚴格，且要在漏水的情況下進行補焊是十分困難的，所以只得將整個水套更換，這必然導致長時間停工檢修，這也就大大影響了電爐的正常生產。對這一具體問題，在消化國外引進技術的基礎上，採取了一種既有利於延長使用壽命，又便於檢修的簡而易行的措施，即針對錐形環水套的結構作了改進。首先， 將錐肜環與整個水套分離開，使錐形環成為一個單獨的部件；其次，將錐形環的材質改為混合式，即用普通鋼板作主體，中間加隔磁材料的辦法。這樣，由於水套與錐形環分開設定，水套就不再承受錐形環對銅瓦施加作用力時由此而產生的反向分力，從而也就減少 水套下部焊縫在高溫下開裂的可能性；此外，因水套安裝在錐形環的上部，還可使其免受電爐冶煉中一旦出現刺火而直接燒向水套的威脅。

另外， 液壓缸徑向頂緊式把持器的結構也有其致命弱點， 即用油(機械油或普通液壓油)作液壓介質和密封採用不耐溫的橡膠件。雖然，在結構設計上採取了一些必要的保護措施， 如將液壓缸安裝在水套中， 但它所處的位置仍然是在高溫區， 這不能不令人擔心。

就某廠的6000kVA半封閉電爐來說，設計上采 了橫向頂緊式的把持器後，通過現場試車投產以及生產的實踐情況看， 這種結構在一定期間內是可行的， 但也確有一些需要改進和完善的地方，特別是要解決長期工作在高溫區易漏油的問題。為了從根本上改進這個關鍵鄙位，我們現正通過消化已引進的國外先進技術， 同國內具有研究和製造能力的單位共同試製徑向頂緊的液壓波紋管膨脹器。此種膨脹器除具有徑向頂緊油缸的各項功能外，還消除了油缸在高溫下使用的通病。

矮煙罩

矮煙罩的作用主要是捕集半封閉操作的鐵合金電爐在冶煉時產生的煙氣，以便後部工序進行淨化，並為改善爐前工人的操作環境創造條件。矮煙罩的結構有多種形式。根據國內外鐵合金電爐使用矮煙罩的經驗及發展趨勢，近年來，我院在矽鐵電爐設計中均採用了矮嫻罩，其結構形式為水冷骨架加水冷鋼蓋板且內部噴塗輕質耐熱混凝上的混合結構。在側壁上裝有6個爐門，門的啟閉及結構形式有兩種，一種為手動橫向啟閉；另一種為電動縱向啟閉。門的作用主要是控制進入爐內的空氣量，滿足煙氣淨化氧氣的要求，便於探作人員通過它對爐內料面進行維護和間斷地搗料或進行輔加料操作。此外，還有利於把持器水套和錐形環的檢修以及打撈電極斷頭。最近，為了使電爐能夠適應電極極心網調整或其它品種轉煉的要求，已進一步將矮煙罩水冷鋼骨架上3個電極孔做成新型骨架。

通過幾座6000kVA電爐投產的實踐證明，矮煙罩與把持器水套、加料管以及操作平台之間的密封和絕緣十分重要，特別是與水套之間的密封和絕緣更需要引起高度重視。此處由於把持器水套要隨電極的升降不斷作上、下移動，而固定往魍罩上的密封裝置則經常處於滑動摩擦的狀態。密封裝置是採取兩層耐火磚，中間夾柔性耐火材料的結構，鑒於耐火磚的強度較差，在受到水套上、下移的不斷摩擦後，很快就被磨壞，因此，密封也就隨之遭到了破壞。為了解決這一問題，國內外從事鐵合金冶煉工作的同行們都想出了一些好辦法， 如除了採用上述密封方式外，又在密封裝置上增加了用彈簧頂住銅塊， 使上、下移動的水套與銅塊相摩擦，這樣做起到了防止直接破壞密封的效果。另外，密封裝置適當位置上配製晌絕緣， 也起到了應有的作用。

從國外引進的電爐矮煙罩值得我們借鑑的是，整個矮煙罩按3根電極等分為三大塊，在塊與塊之間採取絕緣；在煙罩頂部的適當位置設若干吊點，通過吊桿吊掛在上一層平台的底部，以減輕頂罩的變形。

在現場施工中由於施工誤差還出現了煙罩側避下部與土建平台的預埋螺栓連線不上的問題。後來將側壁的下部絕緣與底板用螺栓連線好，再焊存平台的預娌鋼板上，這一改進給施工安裝就帶來了許多方便。另外，將煙罩側壁做成可拆裝式，又利於電爐的安裝和維修。

加料系統

冶煉矽鐵的電爐加料系統一直是鐵合金界同行們探討和試圖解決 一個難題。在矽鐵冶煉時，從爐頂料倉到爐內的距離較長，下料時由於焦炭容易分離開，通過加料管加料就必然產生爐料的偏析現象，所以這種加料方式常被看成為影響電爐正常操作的重要原因之一，為了解決這一問題，國內外許多鐵合金廠家均各自採取了一些行之有效的措施和方法。一是在入爐的加料管上加幾道閘門，以免爐料從爐頂料倉直接落入爐內，經過幾次倒料後，爐料在入爐時，就可大大減少偏折，起到布料均勻的作用；另一種是在操作平上用加料機將爐料加入爐內，更可以使爐料在入爐時按需要布料；還有一種是將原料從爐頂料倉加入管式振動給料機，通過給料機送至垂直入爐的加料管中，這樣既可以減少落料距離， 又可以減少用料管加料時發生的堵料現象。

總結

以上介紹的僅是6000kV A半封閉式電爐設備的幾個主要組成部分在設計、施工安裝及試車投產後所遇到的一些問題。肯定的是，無論從工藝角度，還是從設備角度看，此種電爐在技術上都比過去有較大的進步，總的來說是成功的。對還存在的一些缺陷，我們在設計工作巾將不斷地加以改進和完善，以便更好地為用戶提供優質的服務。