量子電弧爐(EAF Quantum)的基本原理

2021-02-15 電爐煉鋼

（EAF Quantum ）量子電弧爐的基本原理

Quantum 電弧爐的預熱豎井通過安裝在爐頂的廢鋼提升機提升傾動料槽進行廢鋼裝料操作(見圖1)，廢鋼料槽由已在廢鋼料場提前裝好的矩形廢鋼料籃自動裝滿，廢鋼裝料操作全自動進行。預熱的廢鋼分批加入熔池，廢鋼由輸入的電能和 2 支頂槍吹入的氧氣熔化。爐殼本身可以在 4 個液壓缸的驅動下傾動出鋼或扒渣，而爐蓋和豎爐則固定不動。

造渣料可以通過爐蓋加入，合金料在出鋼時加到鋼包中。

圖 1 EAF Quantum 出鋼側視圖

1.1 廢鋼料槽升降機

EAF Quantum 結合了許多成熟的技術應用，比如與高爐裝料升降機類似的廢鋼料槽升降機。在墨西哥 Tyasa 鋼廠，這種升降機從 2014 年開始一直正常使用，沒有出現過任何問題。

1.2 手指式廢鋼保持系統

手指式廢鋼保持系統(見圖2)在手指式豎爐電弧爐所用系統的基礎上進行了優化，手指在裝料時能夠從豎爐中完全抽出。手指的表面用特殊鋼鋼板保護，能夠承受裝料造成的機械衝擊。

圖 2 EAF Quantum 的手指式廢鋼保持系統

1.3  FAST 出鋼系統

EAF Quantum 採用了FAST ( 電弧爐先進無渣出鋼)出鋼系統(見圖3)，出鋼口和熔池由一個虹吸裝置隔開。該系統具有以下優點：由於不能通過虹吸裝置實現無渣出鋼，出鋼口填充操作可在通電期間進行，出鋼也可在通電時進行。因此，無渣出鋼區燒嘴EAF Quantum 的每爐準備時間(出鋼、裝料、出鋼口填充等的斷電時間)只有大約4 min。

圖 3 FAST 出鋼系統示意圖

1.4 爐殼動作

由於整個豎爐結構均採用固定安裝方式，必須移動爐殼進行出鋼和扒渣操作。具體操作方案：將爐殼安放在帶有液壓缸和導向裝置的底座上，使其能夠雙向(出鋼口側和渣門側)傾動。

電極升降系統和碳氧槍安裝在固定臺架上，並且能與爐殼同時傾動，可通過旋轉松放電極和快速更換小爐蓋，清除了傳統電弧爐傾動時臺架產生的沉重負荷及其對於支承結構、軸承、大電流電纜等的影響。採用一種簡單的爐殼運輸和移動方案，可以快速更換爐殼，減少爐體的動作，降低了系統維護操作難度。

運輸車既是出鋼車，也作為爐殼運輸車使用，圖4示出了爐殼更換步驟。為了從底座上抬起爐殼，運輸車必須停在更換位置，即爐殼正下方。爐殼藉助於液壓缸和導向系統而降下來。在運輸車上放好後被鬆開，然後移出爐區以修補耐材或更換爐殼，如圖 5 所示。

圖 4 爐殼更換步驟

圖 5 鋼包車的位置

為了準備好恢復冶煉，爐殼在移動到工作位置前可以裝入剩餘的鋼水或廢鋼。一旦到達工作位置，液壓缸和導向系統就使爐殼向上移動，並將其與底座連接好。

作者：Apfel Jens(1965 － )，男，德國，自然科學博士學位，畢業於德國卡爾斯魯厄技術大學，現任普銳特冶金技術德國有限公司電爐煉鋼創新及技術部總監，E －mail：jens.apfel@ primetals.com。來源：河北冶金

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