Piec żelazowanadowy DC: wyposażenie i parametry techniczne

1. Przegląd sprzętu

2. Kompletny skład systemu wyposażenia

2.1 System zasilania i prostowania (rdzeniowy zasilacz)

1. Jednostka dystrybucji zasilania wysokiego napięcia
   
   
   Szafka zasilająca 10kV, odłącznik, wyłącznik próżniowy, urządzenie kompensujące filtr mocy biernej SVG; tłumi migotanie siatki do zaledwie 50% ~ 70% w przypadku pieców prądu przemiennego.
2. Transformator prostowniczy z przełączaniem zaczepów pod obciążeniem
   
   
   Główne moce: 1800 kVA / 2500 kVA / 3200 kVA
   
   
   Strona pierwotna: 10kV; dodatkowe wyjście AC regulowane w zakresie 90 ~ 220 V z wieloma pozycjami zaczepu
3. Trójfazowy, w pełni sterowany prostownik mostkowy
   
   
   Prostownik tyrystorowy dużej mocy z chłodzeniem wodnym w obiegu zamkniętym; wyprowadza stabilny prąd stały z możliwością przełączania polaryzacji dodatniej/ujemnej; zintegrowane zabezpieczenie z wieloma blokadami przed przetężeniem, przepięciem, wysoką temperaturą wody i wyciekiem wody.
4. Krótki system przewodzący sieć

• Górna katoda: chłodzona wodą przewodząca poprzeczka, miedziana stopka stykowa, pojedyncza elektroda katodowa grafitowa
• Dolna anoda pieca: przewodząca miedziana płyta podstawy, chłodzony wodą przewodzący wspornik, dolne wiązki stali przewodzącej pieca
• Elastyczne kable o dużym przekroju, chłodzone wodą, o gęstości prądu ≤3A/mm², aby zminimalizować straty przewodzenia

2.2 System korpusu pieca

1. Obudowa pieca
   
   
   Cylindryczny płaszcz z blachy stalowej z dwuwarstwowymi płaszczami wody obiegowej w górnej części i chłodzeniem zagęszczoną wodą na linii żużla w celu zmniejszenia erozji spowodowanej promieniowaniem wysokotemperaturowym; wyposażone w czujniki pomiaru temperatury i wykrywania wycieków wody.
2. Specjalna alkaliczna wykładzina ogniotrwała do wytapiania żelazowanadu

• Dno pieca i roztopiony basen: cegła ze stopionego magnezu, cegła magnezytowo-węglowa (wytrzymująca wysoką temperaturę redukcji 1800 ~ 2100 ℃)
• Ściana pieca linii żużlowej: cegła chromowo-magnezowa; przewodząca płyta stalowa ułożona na dnie pieca jako anoda
• Rurowa, całkowicie chłodzona wodą pokrywa pieca, zarezerwowana z otworem zasilającym, kanałem spalin i centralnym otworem na elektrodę

3. Mechanizm przechylania pieca
   
   
   Pełne hydrauliczne przechylanie dwustronne, kąt pochylenia 0~110°, prędkość przechylania 0,5~2°/min; trzy tryby pozycjonowania: pozycja pozioma do wytapiania, pozycja spuszczania żużla i pozycja spuszczania metalu, z mechanicznym urządzeniem blokującym.
4. Urządzenie do podnoszenia i obracania pokrywy pieca
   
   
   Podnoszenie hydrauliczne + konstrukcja obrotowa; pokrywa może się obrócić po podniesieniu w celu łatania pieca, czyszczenia linii żużlowej i wymiany elektrod.

2.3 Hydrauliczny system podnoszenia elektrod

1. Jednokolumnowy hydrauliczny zespół podnoszący do niezależnej regulacji pionowej jednokatodowej elektrody grafitowej
2. Zawór proporcjonalny PLC, podwójne sterowanie w pętli zamkniętej (stała regulacja mocy poprzez napięcie + prąd), przełączanie pomiędzy trybem ręcznym i automatycznym
3. Skok elektrody: 1200 ~ 1400 mm; czas reakcji podnoszenia ≤0,3 s, aby ustabilizować łuk kryty i uniknąć pęknięcia łuku lub pęknięcia elektrody

2.4 Układ chłodzenia wodą obiegową

• Niezależna, zamknięta jednostka chłodząca czystą wodą dla prostownika
• Wspólna przemysłowa obiegowa woda chłodząca dla płaszcza wodnego płaszcza pieca, pokrywy pieca, przewodzących ramion poprzecznych, kabli chłodzonych wodą i podstaw miedzianych
• Temperatura wody na wlocie ≤32℃, temperatura wody na wylocie ≤45℃, z alarmami blokującymi dla natężenia przepływu, ciśnienia i temperatury

2.5 Automatyczny system sterowania

1. Automatyczna praca na krzywej wytapiania (automatyczna regulacja mocy dla etapów zajarzania łuku, topienia, redukcji, rafinacji i gwintowania)
2. Rejestracja i akumulacja w czasie rzeczywistym napięcia stałego, prądu, mocy i zużycia energii
3. Zabezpieczenie przed blokadą i przechowywanie alarmów usterek w zakresie chłodzenia wodą, układu hydraulicznego, przechylania i podnoszenia elektrody
4. Przechowywanie parametrów procesu, eksport krzywych historycznych i statystyk wyjściowych

2.6 Pomocnicze systemy wsporcze

1. System Dozowania Surowców: silosy, przenośniki taśmowe, elektroniczne wagi dozujące (dokładność ±0,5%), mieszalniki
2. System usuwania pyłu ze spalin: komin chłodzony wodą + odpylacz workowy, skuteczność usuwania pyłu ≥99,5%
3. Systemy odlewania, chłodzenia, kruszenia, przesiewania i recyklingu żużla

3. Główne standardowe parametry techniczne według modelu pieca

3.1 Parametry zasilania rdzenia i prostowania

3.2 Parametry korpusu pieca mechanicznego

3.3 Operacyjne parametry wytapiania (produkcja FeV40)

1. Zakres temperatur

• Etap topienia i ogrzewania: 1600 ~ 1700 ℃
• Główny etap reakcji redukcji: 1800 ~ 2100 ℃ (aluminotermiczna/silikotermiczna redukcja V₂O₅)
• Etap rafinacji i odkrzemiania: 1650 ~ 1850 ℃

2. Pojedynczy cykl wytapiania na gorąco
   
   
   Całkowity czas trwania: 70 ~ 90 min na ciepło; etap redukcji 40~55 min, etap rafinacji 10~20 min
3. Wskaźnik zużycia energii
   
   
   Kompleksowe zużycie energii do wytapiania: 1200 ~ 1300 kWh/t FeV40; 5% ~ 8% oszczędności energii w porównaniu z piecami prądu przemiennego
4. Kontrola materiału

• Kontrola zasadowości żużla: 1,3 ~ 1,7 (regulowana wapnem)
• zawartość V₂O₅ w chudym żużlu odpadowym ≤0,35%; ogólny stopień odzysku wanadu 97% ~ 98%

5. Zużycie elektrod
   
   
   Zużycie elektrody grafitowej w piecu prądu stałego: 0,8 ~ 1,1 kg/t żelazowanadu; tradycyjny piec trójfazowy prądu przemiennego: 1,6 ~ 2,0 kg/t, redukcja prawie 50%.

4. Podstawowe zalety techniczne pieca żelazowanadowego DC

1. Skoncentrowane ciepło łuku: Łuk prądu stałego z pojedynczą elektrodą promieniuje pionowo w dół do jeziorka stopionego, obniżając obciążenie termiczne linii żużla na ścianie pieca; żywotność wykładziny magnezjowej zwiększona o ponad 30% przy rzadszym łataniu pieca.
2. Wydajność przyjazna dla sieci: Zrównoważony prąd trójfazowy bez harmonicznych składowej przeciwnej, wymagający kompensacji mocy biernej o mniejszej wydajności i wyższego stopnia wykorzystania transformatora.
3. Niższe koszty produkcji: Zmniejszone o połowę zużycie elektrod, zmniejszone zużycie energii na tonę produktu i obniżone koszty konserwacji materiałów ogniotrwałych.
4. Stabilna jakość wytapiania: Równomierne mieszanie elektromagnetyczne w roztopionym jeziorku zapewnia równomierne rozprowadzenie wanadu i niewielkie wahania składu chemicznego żelazowanadu.
5. Ulepszone środowisko pracy: Niski poziom hałasu w przypadku łuku zanurzonego, mniejsze przepełnienie gazów spalinowych i niewielkie wibracje sprzętu.