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永州市金鑫设备制造有限公司

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永州金鑫设备制造(图)-冶金设备电渣炉厂家-冶金设备电渣炉

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电渣炉双级串联的工艺及供电特性分析

随着钢锭直径增加重熔电流增大,传统单极供电方式短网的感抗损失也大幅增加;当钢锭长度大幅增加时,短网回路闭合面积也将增大,短网感抗损失急剧增加,造成能源的严重浪费。而双极串联供电方式的短网均采用平行布置,使大电流导体da限度地靠近,电磁场获得da限度的补偿,因此,能da限度地降低电感损失和提高电渣炉的功率因数,功率因数可达到 0。9 左右。双极串联电渣重熔相对于单电极电渣重熔的主要区别就是供电回路的不同,其在渣池和金属熔池中供电回路原理主要包括两个供电回路,第yi个回路为电极 1-渣池-电极 2;第二个回路为电极 1-渣池-金属熔池-渣池-电极 2。


两个回路中电流大小主要取决于电极与金属熔池的距离和电极之间的距离。当电极距离近,插入渣池很浅时,第yi回路通过电流较大;当电极端面很大或埋入渣池很深时,第二回路中电流会增加。电极截面、密度、或在结晶器中对中位置不同时,均会导致两支电极熔化长度不同,对生产工艺和钢锭质量将会产生影响,一般采用中性补偿电缆来平衡两电极之间的熔化速度。即电缆一端接在变压器中性点上,另一端接在底水箱上,当两电极熔化长度不同时,电极对底水箱电压将会不同,中性电缆中会产生电流 I3,会加大较长电极的熔化速度,使两个电极长度的熔化相等。 两支电极平行布置而且距离又很近,其特有的电气特性允许电极长度增加,非常适合不易于交换电极的钢种或锭型的电渣重熔,尤其适合小断面锭型和扁锭的生产。


其第yi供电回路的优点在于使渣池中高温区上移远离渣金界面,减弱了熔化速度和金属熔池深度之间的关系,打破了电渣过程中重熔速度一般是依据熔化速度与重熔锭直径之比小于或略大于 1 的原则,熔化速度大幅提高而不影响钢锭凝固质量。另外由于双极串联供电中短网平行布线,大大减少了回路感抗,提高了功率因数,吨钢重熔电耗一般可低至 1100~1350kWh。我们采用 ANSYS 软件对双极串联供电方式下渣池的温度场进行模拟,可以看出双极串联的高温区在两电极之间,远离了金属熔池,有利于得到浅平的金属熔池形状而获得良好凝固组织的钢锭,而单电极供电方式的高温区在电极下方,距离金属熔池比较近,通常熔池深度较深。

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电渣炉的低频操作


对于生产1m以上直径的电渣炉来说,德国和奥地利的电渣炉制造商提供的电源是低频交流电源代替了工频电源。这些电源的特点在于输出频率大约1/20工频,因而可以改善交流磁感的相关问题,而且足以避免直流时的电化学反应。降低频率本身不改变回路的磁场的能量储存。但是能量进出的转移需要一个较长的时间间隔,所以通过适当降低电流来降低频率。钢支架周围的感应热也可以通过降低磁场频率来得到降低。


但是,由炉体电导体所产生的低频率有时对炉体部件会产生严重的机械振动,因为这个频率是接近机械共振频率的许多典型结构。此外,通过降低频率的方式,对磁场的失真和产生磁场搅拌的离散并没有改善。

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电渣重熔过程中氧化物夹杂 电渣重熔炉的工作原理

夹杂物的去除和分散理论是电渣冶金zui重要的理论,是历经数十年的研究和生产实践形成的,其历史渊源需要说明。夹杂物主要是在自耗电极端头被去除的理论的主要部分实际上由中国冶金学家在上世纪 60 年代初同时发现的,在此之前,世界上普遍认为电渣冶金的大部分夹杂物是由于金属熔池比其他的冶金过程的浅薄、并容易上浮而去除的,为了证实这一说法,研究者还进行了 Stocks 的理论模型的计算。之后世界上陆续有人通过各种实验和理论模型证实中国学者的理论,这些实验结果归纳起来有如下:


(1)自耗电极沿表面逐层熔化,沿锥面形成薄膜,厚度远比熔滴半径及金属熔池深度小,其钢渣触面积又较熔滴为大,而且在逐渐熔化的过程中,任何部分夹杂物都可能和熔渣接触,和渣进行反应。

(2)电极熔化末端熔滴形成过程的钢渣接触面积da,达 3218 mm2/g,它是熔滴过程的 67 倍,是金属熔池的 21000 倍,因此是夹杂物被熔渣吸附的主要方面。

(3)电极熔化末端熔滴形成的时间较熔滴低落时间为长,约为 1。41 倍。尽管不如金属熔池存在时间长,但从动力学观点出发,将接触面积和作用时间综合考虑,电极熔化端头熔滴形成过程依然是夹杂物去除有利过程。


(4)自耗电极因为熔化端头呈锥形,其jian端在熔滴形成的末端,由于电磁引缩效应,在端头形成缩颈,所以端头电流密度da,有jian端放电的特征,可以设想这个区域温度gao,从而降低了熔渣的黏度。高温、接触面积的双重作用,促使电极熔化末端熔滴形成、滴落之前,和熔渣接触并发生反应,钢中大部分的原始夹杂物被大量去除。专jia提出电渣重熔去除非金属夹杂物主要发生在电极熔化末端熔滴形成阶段,研究设计了ya气保护电渣重熔过程中,中断电流将电极快速提升出渣面,用金相法统计电极端头熔化区、未熔化区以及铸锭中夹杂物面积和单位面积内夹杂物个数,发现电渣重熔去除非金属夹杂物主要发生在电极熔化末端。

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