铁合金生产设备

铁合金生产机械设备一、相关零件、构件、机械、机构、机器、设备的涵义二、矿热电炉的主要构成部分及其作用、发展三、与电炉主体相关部分四、石墨电极精炼电炉、真空电阻炉、摇炉、感应炉、回转窑简介五、电炉生产配套设施简介六、公司电炉生产设备技术进步及方向一、相关零件、构件、机械、机构、机器、设备的涵义1、机器中不可拆的单元体是制造单元，称为零件。零件是构成制造的单元；2、零件作为组成机器的单元不能有效的表达机器中各部分相对运动关系。因为零件有的是以单个形式参加机器的运动，而有的则是将多个零件刚性联接，作为一个整体参加机器的运动，为了表达机器中各部分相对运动关系，把在机器中能作相对运动的实体称为构件。构件是构成运动的单元；3、机构有两个特征：一是由多个构件组成，二是各构件间有确定的相对运动；4、机器除具备机构的两个特征外，还具有第三个特征，既能够完成有效的机械功或进行能量转换；5、从组成、运动特征、受力状况等方面进行分析，机构和机器没有区别，统称为机械。机器的组成：1、原动机部分——动力源；2、执行部分——用来直接完成工作任务；3、传动部分——完成动力源各种转化，满足执行部分需要。4、原动机部分——传动部分——执行部分简单的机器由上述三个部分，甚至由原动机和执行两个部分组成；复杂的机器除上述三个部分以外，另设控制系统、润滑系统、照明装置等。机器是人类经过长期生产实践创造出来的重要工具，随着科学技术的发展，利用机器实现机械化、自动化进行生产是衡量一个国家、企业技术水平和现代化程度的重要标志之一。6、设备是指为了进行生产活动，对投入的劳动力和原材料所提供的必需的各种相关劳动资料（又称劳动手段）的总称。它包括机器、仪器、炉窑、车辆、船舶、飞机、施工机械、工业设施等。其中最有代表性的是机器。铁合金生产设备是铁合金生产过程中不能缺少的物质前提和必要的工艺装备。我国及世界铁合金生产设备经过半个多世纪的发展，已经有了重大的改进和实质性的变革，我厂的工艺装备主体——电炉，主要有矿热电炉、石墨电极精炼电炉、真空电阻炉、摇炉、感应炉、等离子炉、炉外精炼吹氧炉等。经过几代人的辛勤努力，取得了较大的进步。颚式破碎机立体图、传动简图、机构简图二、矿热电炉的主要构成部分及其作用、发展1、炉壳2、炉盖50年代的电炉均为高烟罩式敞口电炉，其能源的热利用率较低，工人的作业环境较为恶劣，电炉烟气全部排入大气，严重污染了环境，现在按环境保护部门要求安装了除尘设备，由于混风量大投资较高。进入70年代，根据冶炼的品种不同，先后设计了矮烟罩式半封闭炉盖和全封闭式炉盖。半封闭炉盖改善了作业环境，电炉烟气经余热锅炉或热管将热能回收利用，粉尘经布袋除尘器回收利用，改善了大气环境。全封闭式炉盖，因炉盖封闭阻隔了空气进入炉内，因此烟气中含有高浓度的一氧化碳气体，经煤气净化回收系统回收再利用，但在处理烟气时需消耗大量的水，同时也产生大量的污水，在后续的污水处理又增加了成本和难度。16500KVA封闭电炉25000KVA半封闭电炉12500KVA锥型环半封闭3、电极把持器电极把持器是电炉的核心部件，也是直接将电能转化为热能的重要装置，其可靠性的高低，直接关系到生产能否安全运行和电炉生产指标的好坏。矿热炉电极把持器从50年代的大螺栓顶紧铜瓦的结构，到70年代的锥形环结构已经有了变革性的发展，从停电放电极，变成带电压放电极。进入80年代，又相应发展为波纹管压力环式电极把持器，使铜瓦与电极壳能够良好的接触，虽然比锥形环把持器结构先进了一步，但并没有克服铜瓦的大面积水冷对电极烧结带来的不利影响，为改善电极的烧结状况，80年代电极把持器又发展出组合式电极把持器，现把几种电极把持器做以介绍：A——大螺栓顶紧铜瓦结构的电极把持器B——锥形环结构的电极把持器、锻造铜瓦C——波纹管压力环式电极把持器D——组合式电极把持器4、下料系统——连续加料、间断加料5、水冷系统——用于导电元件（铜瓦、接触器、水冷电缆、管式短网）及变压器油冷器、炉壳、炉盖、料管、烟道等螺栓顶紧式把持器锥型环式把持器波纹管式把持器组合式把持器导电接触元件、电极壳电极壳制作设备电极壳制作设备电极壳制作设备几种电极把持器的优缺点比较项目螺栓卡紧式把持器锥形环把持器压力环式把持器组合式把持器结构形式简单较简单较复杂复杂对电极烧结的影响不利于不利于不利于有利于检修情况便于检修便于检修较复杂复杂制造情况易制造易制造较难制造难制造在制造成本较少较少较多多用铜量多多多少综合评价差一般较好好6、电极压放系统伴随锥形环把持器的出现，为电极的带电压放而发明的电极压放系统，其电极卡紧机构由原来的单独的螺栓卡紧，变为带式弹簧抱闸卡紧，利用液压油缸实现打开，并通过顺序操作，使抱闸环松开或卡紧，利用压放油缸实现电极的带电压放。这种带式抱闸压放系统的发明，使矿热电炉有了重大的进步，但是这种抱闸有着其弱点和不足，钢带易断裂，闸瓦易磨损，且更换时间较长，易出现电极下滑事故等。为克服这些不足，90年代又发明了橡胶气囊式压放系统，其内胆面在压缩空气的作用下与电极壳紧密接触，通过控制气囊腔内的压缩空气的压力来改变对电极的抱紧力，与带式抱闸比有较大的优势，现已在12500KVA矿热矿热电炉上广泛应用。组合式电极把持器的出现，又诞生了其特有的压放装置，其可靠性及易控制性显著提高，并通过自动控制实现复杂性操作。7、电极升降系统——卷扬升降、液压升降8、烟道——根据炉型除尘、放空9、电极密封、导向系统气囊式抱闸压放装置钢带式抱闸压放装置组合式电极压放系统电极升降、密封、导向组合式把持器液压示意图三、与电炉主体相关部分1、液压系统——电极升降、压放2、配料系统3、短网短网是连接电炉变压器与电极把持器的重要的导电构件，50年代的电炉所采用的均为铜排式短网，进入80年代发明了管式水冷短网，大大地降低铜材的用量，现在大型矿热电炉上被广泛应用，有取代排短网的趋势，两种短网优劣的对比如下：两种短网优劣的对比项目排式短网管式短网铜的用量多少制造情况简单较复杂绝缘情况一般好故障情况较多较少功率因数较高一般制造成本高较低软连接裸铜线水冷电缆软连接寿命短长过载能力差强4、变压器变压器是电炉的心脏，其将电能源源不断地输送给电炉，在电炉的运行中起着关键性的作用。70年代以前生产的变压器，大部分为二次板式顶出线无载调压的变压器，该种变压器效率较低，且易漏油，体积较庞大等问题。伴随着社会的发展和科技的进步，特别是进入90年代后，电炉变压器已向节能、紧凑、高过载能力、有载电动调压，二次管式侧出线的变压器发展，此种变压器具有效率高、密封良好、体积小、重量轻、安装简便等优点。大型矿热电炉大多采用单相变压器供电及功率补偿技术。矿热炉特别是12500KVA以上的大容量矿热炉的功率因数通常都较低（0.8～0.85,甚至更低如501#炉在0.65左右），大量的电能白白地做了无用功，造成电炉的实际容量降低，成本损失较大，因此就迫使电炉安装功率补偿设备，传统的功率补偿技术是在一次侧进行电容补偿，但这只能补偿炉变之前的线路，炉变至电极段仍旧存在着较大的无用功损耗，近年来出现的低压补偿技术，为电炉的节能降耗奠定了理论基础并在使用过程中不断改进取得了较好效果。老式高能耗无载调压变压器新型节能管式侧出线有载调压变压器5、电炉控制系统随着电子技术的发展，电炉的控制已由单纯的人工动力操作，逐步向自动控制发展。目前，PLC自动控制系统已经广泛应用到电炉的自动配料系统、电极自动压放系统，电炉功率调节和电炉的继电保护等，实现人机对话，即提高了系统操作的效率和可靠性，同时又解放了生产力。6、出铁设备从传统的烧穿器开眼，已发展为成熟的开、堵眼专用设备操作，大大地降低了工人的劳动强度，且提高了炉眼的使用寿命。出铁由传统的包、罐盛装，一些品种已经通过分渣器直接浇铸等方式。此外还有桥式起重机、捣炉机、卷扬机、空压机等电炉生产配套单体设备。四、石墨电极精炼电炉、真空电阻炉、摇炉、感应炉、回转窑简介石墨电极精炼电炉真空电阻炉回转窑五、电炉生产配套设施简介原料场、站——破碎、筛分、焙烧、混配料除尘——布袋、水法（煤气净化、回收、化学处理）、电除尘、旋风、真空处理罐等循环水泵站——净水、软化水、浊水、冷却塔、晾水池、给排水管道等水淬、风淬、粒化设施变电所——高压、低压机械加工、检修、电极壳制造、检、化验、计量、运输等六、公司电炉生产设备技术进步及努力方向1、公司在设备检修改造过程中,采用了先进的技术和装备替代落后的设备，使每一次检修后，电炉的技术、性能、效率都有一定程度的提高。如组合式电极把持器、锻造铜瓦、水冷电缆、管式短网、新型节能变压器、开堵眼机、二次补偿和PLC自动配料、自动压放等技术逐步应用到电炉改造当中。经过努力,我公司的技术装备逐步发展为大型化、自动化、高效率、低能耗的设备，在国内和世界具有领先水平。2、这些年公司在环境方面投入了大量的资金，也取得了较大的成果和经济效益。充分利用在铁合金生产中产生的渣、气、热、尘和水，使其能变废为宝，如湿式煤气净化回收系统，回收了封闭电炉的一氧化碳等可燃有害气体，布袋除尘器回收了敞口和半封闭电炉的大量粉尘，热管技术的应用及电炉循环水用于冬季采暖，都回收了大量的电炉余热，碳铬炉渣风碎产品，超细研磨生产水泥掺和料及部分炉渣的销售等都为公司和社会创造了更大的财富和价值，但是我们目前的工作还需要完善和提高，还没有发挥最大的潜力和用较低投入、运行成本挖掘出最大的价值。例如湿式煤气净化回收系统，运行中又产生了大量的污水，为了实现污水的再循环利用，就需要投入大量的人力和物力，这给公司的生产增加了制造费用，目前，公司已启动了一、二污水处理工程以解决耗水量大和污染环境问题。今后在改造过程中应探索采用干式煤气净化回收技术，即可回收电炉的余热、煤气和粉尘，又节省了水资源，且降低了运行费用。又如布袋除尘器的建设，是大布袋回旋反吹形式好、还是小布袋低压或高压脉冲反吹的形式好，以及它们的建设及运行成本那个更低，维修更为简单方便。另如循环水、冲渣水的净化和循环利用，以及其热能的回收，都是我们需要深入研究的课题，利用得好，就可减少电炉的运行故障，提高设备的寿命，降低运行成本。3、自主创新进行工艺技术和装备的变革，伴随科技的进步和市场的需求，生产出物美价廉的商品是社会的需要，也是生产企业永远研究的课题，降低生产的成本是企业获得较大利润和生存发展的必由之路。工艺装备的变革是工艺技术变革的前提和基础，是降低生产成本的重要途径。我们要不断地科技创新、自主创新，提升生产装备的技术水准，使之为生产的提质降耗奠定基础。例如中锰热兑工艺的变革，使中锰生产的单位电耗降低了500KWh；热料入炉的工艺探索、应用，现已启动前期工作的烧结矿工程，都将使铁合金的冶炼工艺有较大的进步。另外，在不新增加更多的生产能力的前提下，能否移植钢厂的AOD成型设备，对现有的初级产品实行炉外精炼，既缩短了工艺流程，提高了现有装备的商品产量，又可降低生产成本，节约能源的消耗。