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下面就國外先進(jìn)的電渣爐的特點分項進(jìn)行介紹
(1)實現(xiàn)整個電渣重熔過程的全計算機(jī)控制
近些年來,我國很多電渣爐都采用了計算機(jī)控制。但是大多數(shù)廠家的電渣爐都不是真正意義上的全計算機(jī)控制,而是僅僅滿足于用計算機(jī)進(jìn)行一般的過程控制,甚至是某一過程的控制。比如僅對正常重熔期重熔電流、電壓進(jìn)行控制。有的不能控制啟動和補(bǔ)縮,更不能控制熔化速率。對于水溫、水壓只是在監(jiān)視器上進(jìn)行顯示,而不能實施有效的控制。
國外先進(jìn)的電渣爐從啟動到補(bǔ)縮終了,整個重熔過程實現(xiàn)了全計算機(jī)控制。渣料及脫氧劑的加入、電流、電壓、渣阻及熔化速率的控制、電極重量及位置、惰性氣體的流量及壓力、冷卻水的溫度、壓力及安全連鎖狀態(tài)不僅在監(jiān)視器上顯示,還能通過計算機(jī)發(fā)出指令自動進(jìn)行有效的控制和調(diào)節(jié),確保工藝的再現(xiàn)性。避免了過多的人為控制和調(diào)整對冶煉過程及電渣鋼質(zhì)量帶來的干擾和影響。
在工藝方面,大多都采用恒熔速的工藝思想。在重熔過程中,通過計算機(jī)控制,使金屬電極始終保持一個恒定的埋入深度。使熔化速率保持在一個恒定的設(shè)定值上。
(2)高精度稱重系統(tǒng)用計算機(jī)控制熔化速率與其配備的高精度稱重系統(tǒng)和可進(jìn)行有載調(diào)壓的電源變壓器是密不可分的。國外的電渣爐是由真空電弧爐演變過來的,普遍采用料桿吊掛假電極并連接金屬電極的作法。因此,便于把稱重系統(tǒng)安裝在橫臂上,或是爐頭上。一般稱重系統(tǒng)由幾個重力傳感器組成,稱之為梁式稱重系統(tǒng)。計算機(jī)通過重力傳感器反饋的電極重量的變化,計算出各時間點的熔化速率和電渣錠的重量。并通過調(diào)整變壓器的輸入功率把熔化速率控制在工藝要求的范圍之內(nèi)。目前,采用這種結(jié)構(gòu)形式的重力傳感器可以克服機(jī)械部件間的摩擦力,使稱重系統(tǒng)的重量精度等級達(dá)到o.Ol%,全部系統(tǒng)的絕對精度為最大電極重量的±0.1%,熔化速率計算相對精度達(dá)到±1kg。
國內(nèi)電渣爐的結(jié)構(gòu)形式普遍不是帶有料桿式的結(jié)構(gòu),因此采用梁式吊掛形式的重力傳感器在設(shè)計上存在著很大的困難。很多設(shè)計人員試圖把重力傳感器放置在底水箱下,在電渣錠脫錠和吊出的過程中,由于受電渣錠晃動和掉落的沖擊等影響,重力傳感器的損壞較快。另外,電極坯料對渣池的壓力會因熔渣的溫度不同而對重力傳感器造成一定的誤差。
4)高精度X—Y電極調(diào)整系統(tǒng)
我國的電渣爐一般都是用把持器夾緊假電極來連接金屬電極的,而國外的電渣爐由于結(jié)構(gòu)形式的不同,普遍是靠料桿連接假電極和金屬電極。由于整體長度增加了,加之電極焊接過程中還可能出現(xiàn)焊偏錯位或焊不直的現(xiàn)象。在大充填比的情況下,重熔過程中電極對中的問題顯得尤為重要。高精度X—Y電極調(diào)整系統(tǒng),可以在遠(yuǎn)程控制和調(diào)整金屬電極在水平方向的位置,使金屬電極始終處于結(jié)晶器的中心位置,防止金屬電極發(fā)生位置偏移影響電渣錠的表面質(zhì)量。避免金屬電極與結(jié)晶器打弧,甚至擊穿結(jié)晶器的現(xiàn)象發(fā)生。X-Y電極調(diào)整系統(tǒng)在設(shè)計制作方面具有一定的技術(shù)含量。
(5)氣密型惰性氣體保護(hù)罩
隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展,各領(lǐng)域?qū)︿摬牡馁|(zhì)量提出越來越高的要求,新型的保護(hù)性氣氛電渣爐一氣密型保護(hù)性氣氛電渣爐應(yīng)運(yùn)而生。近幾年來,國際上幾家電渣冶金設(shè)備制作公司為用戶制作的電渣爐,絕大多數(shù)都是氣密型保護(hù)性氣氛電渣爐。氣密型保護(hù)氣氛電渣爐與過去一般的帶有氣體保護(hù)罩的電渣爐大不相同。電渣爐氣體保護(hù)罩位于排煙罩的下方,重熔過程中是靠惰性氣體較大的比重覆蓋渣池來進(jìn)行保護(hù)的。由于爐口及保護(hù)罩與大氣相通,保護(hù)效果不佳。不但不能夠完全達(dá)到防止電渣鋼增氫的目的,而且防止不了大氣對渣池及渣池上方金屬電極易氧化帶的氧化。新型保護(hù)性氣氛電渣爐使用的是氣密型惰性氣體保護(hù)罩,這種電渣爐是從電極料桿到結(jié)晶器上口用一個完全封閉的不銹鋼金屬罩封閉的,密封效果很好。即便是在起弧過程中,在廠房內(nèi)也幾乎聽不到肩弧的噪聲,看不到逸出的煙氣。惰性氣體可以在氣密罩內(nèi)積蓄并形成一定的壓力,使金屬電極,渣池及金屬熔池與大氣隔絕。既防止了重熔過程中電渣鋼增氫,也防止了大氣對與金屬電極和渣池的氧化,使電渣鋼中的氫、氧、氮不高于電極坯料中的原始含量。另外,重熔過程中易氧化元素?zé)龘p很少,比如鈦的燒損量微
乎其微,而普通電渣爐鈦的燒損量可達(dá)30~50%。另外,電渣錠的頭尾化學(xué)成分的均勻性也大大優(yōu)于普通電渣爐生產(chǎn)的電渣錠,包括重熔含鋁、鈦鋼在內(nèi),電渣錠的頭尾鋁、鈦等化學(xué)成分偏差極小。
(6)電極坯料端頭預(yù)熱裝置
國外新型電渣爐大多都帶有電極坯料端頭預(yù)熱裝置,預(yù)熱裝置呈筒狀,一般安裝在熔位的側(cè)面。預(yù)熱裝置有的采用電阻加熱,有的采用煤氣加熱。在金屬電極進(jìn)行重熔之前對電極坯料的端頭進(jìn)行預(yù)熱,可以防止金屬電極進(jìn)入熔渣后,電極急劇升溫而出現(xiàn)炸裂或掉塊的現(xiàn)象;并且可以防止金屬電極進(jìn)入熔渣后,因爐溫驟然降低而使電渣錠出現(xiàn)勒殼、渣溝等表面缺陷。