ZXGY-7500KVA倾倒式刚玉电弧炉

节能技术改造方案书

西安重鑫电炉设备有限公司

二零一五年三月

一、概述：

本ZXGY-7500KVA倾倒式刚玉电弧炉节能技术改造方案书是根据与用户电话沟通、现场考查以及国家相关电弧炉标准的技术要求而做的节能技术改造方案。西安电炉，西安电炉设备，西安电弧炉，西安精炼炉，西安矿热炉，西安中频炉 ，西安电渣炉，西安重鑫电炉设备有限公司，http://www.xazxdl.com作为具有52年专业生产电炉的大型国企转制分离企业，西安重鑫电炉设备有限公司在十几年间已成为具有主体设计、研发、生产、制作、调试、售后服务一体化，具有丰富实践经验的国内专业电炉高新技术企业，下设有设计研发部、机械分厂、感应炉分厂、短网分厂，电气分厂，拥有七项国家专利，四项填补国内空白，专业为用户节能降耗、提高劳动生产率排忧解难，作放心工程。近几年针对矿热电弧炉、电弧炉、精炼炉的发展，专业开发出ZX系列节能矿热电弧炉。

ZX系列节能矿热电弧炉具有专业设计编程PLC专家智能系统的机、电、液、工艺一体化的“ZX系列计算机加PLC模糊智能自动控制系统”，2007年获国家最新专利，电极升降采用电机-减速机-钢丝绳绳轮-升降小车的变频升降方式，短网导电系统采用先进的节能大截面水冷电缆、专用铜-钢复合导电横臂、不锈钢隔磁支架。操作维护非常简单，初中生既可操作，冶炼的节能性、工艺性、可靠性、安全性大大提高，大大降低故障率，减少热停工时间，使冶炼能量制度趋于合理。在国内同行业能耗处于领先地位。被授予国家级经济开发区“高新技术企业”，同时被中国质量产品监督协会授予“重质量守信誉先进单位”，西安重鑫电炉设备有限公司通过ISO9001质量认证,在特殊材料ZXGW250、军工ZXDZ-2.5T、国防ZXDZ-2T，国产机械真空泵式真空炉等先后四次填补国内空白。

用户原有炉型结构概述：经过到用户现场考察原7500KVA倾倒式刚玉电弧炉采用高架式布置，倾炉为机械传动，电极升降为简单的电机卷扬机钢丝绳传动，电气控制为简单的继电气控制，功率因数低无效有功高，能耗高、产量低。

现场实际跟踪两炉冶炼，约六个半小时至七个小时一炉，每炉产量约17-18吨（根据炉长讲及实际加入原料吨位），料不好，硅高，炉料板结严重；弧光外漏严重，炉底上涨，电极下扎性不好，手动送电极，低压测大电流无检测，无显示，不能直接根据A、B、C三项电流控制三相电极，三相电流无法分别一一对应进行控制，带相操作，电极升降不能变速；出墙短网及软连均为干式，横臂为铁磁体，报圈、夹头均为铁磁体，无功损耗、无效有功功率导致很大；电极无法自动加紧、放松，送电极就的断电停工，人员上炉操作；

变压器为风冷。

以上现状导致功率因数低，无功损耗大，无效有功大，电能能量制度不合理，电极不能及时从宏观和微观跟进，检测仪表又没有，工人无法及时看到每相实际低压电流，而以40-75安代表26243安培显然太不准确，也太不及时，那么操作时也会浪费能量制度下合理能源，特别是熔化期和精炼期不明朗，送电极还的热停工，导致能耗大，产量低。

二、改造方案如下：

1、重鑫ZX-GK04模糊智能自动控制及低压控制设备  国家专利

ZXGY-7500KVA倾倒式刚玉电弧炉电极升降装置控制系统采用IPC+PLC 的ZX-GK04模糊智能自动控制及低压控制设备，技术先进，电极调节灵敏，节能降耗。在保证运行可靠性及安全性的前提下，通过合理设计，电极心圆直径，使炉衬的浸蚀更为均匀，有效地提高包衬寿命。

ZX-GK04模糊智能自动控制及低压控制设备  国家专利

低压控制设备由主操作台含IPC+IPC、变频柜、计量、信号柜等组成，可以完成电极升降（手动、自动）、实际三项电流、实际三相电压表、液压泵站、事故报警显示、以及炉体操作计算机控制及画面参数实时显示等功能。本控制系统为本公司专为用户设计，方便实用，故障率低，提高劳动生产率，为专利节能产品。

我公司以实际情况出发，专业的针对冶炼企业研制开发的计算机电极自动调节器，可广泛分品种应用于三相矿热电弧炉型、炼钢电弧炉型、钢包精练炉型等，系统采用当今的先进成熟技术，参考德玛克电炉控制的先进经验，以目标函数为追踪点、以空间分段数字三维曲线为控制手段，闭环接合炉子的变频传动--工艺-电器一提体化考虑的智能型模糊控制技术，提高劳动生产力，并达到节能效果，为企业的技术改造提供了行之有效的办法。

本调节系统由研华IPC610MB/AIMB-736VG/E5300/1G/160G工业控制计算机、韩国三星、或美国DELLE170S19~21″LED液晶显示器、高精度稳压电源、UPS不间断电源（用户自购）、军工专用WB信号隔离采集模板，日本三菱FX光电隔离模数转换A/D模块、D/A模块，日本三菱FX主机可编程控制器、台湾台达变频器及重鑫电炉ZX型专利控制软件等组成。

一）    主要功能：

1.         自适应功能，20%~150%运行范围，按照整定值，自动调节控制电弧电流；

2.         无干扰仿真画面直观逼真，冶炼参数显示齐全准确；

3.         以数字形式显示电流整定值，实测电弧电流、电弧电压等参数，并显示其历史曲线及动态三相平横棒图；

4.         显示通断电时间及电压等级等辅助参数；

5.         显示班次、炉次等管理参数；

6.         无干扰切换自动和手动工作状态；

7.         预留USB通讯接口，可与上位机连网通讯，实现生产管理信息化；

8.         具有故障自证断功能；

二）主要技术特点：

1．   操作简单、直观，人机对话效果非常友好；

2．   电极升降调速范围大，能够迅速提升电极；

3．   非灵敏区连续可调，可根据炉况随时调节非灵敏区的大小；系统响应时间短，调节精度高；

4．   稳弧快，电流调节准确，电网冲击小；

5．   由于采用PLC光电隔离控制，因而抗电磁干扰能力强，再加上系统采用模块化设计，工作稳定、可靠，故障率极低；

6．   采用PLC编程，可进行较为复杂的计算，如三相功率、电流、电压平衡控制等，而且程序修改极为方便，合理的死区设计，确保相对稳定性；精确的电流数字显示，直观准确的的操作性能。

7．   操作简单明了，维护方便；

8．   投资少，见效快。

9．   工艺性极强、软件编程先进。

10．      电极升降速度为变频调速，根据设定电流和实际电流变化随动。

11．      自动控制在熔炼期和精炼期采用不同参数，空间曲线立体模糊控制。

手动、自动随意切换、全程记录。

2、ZXGY型刚玉炉专用小车式水冷式铜-钢复合板爆炸焊接导电横臂

导电横臂装置采用铜-钢复合导电横臂，通过铜-钢复合爆炸焊接，水冷及夹紧装置置于其中，自感和互感大大减少，导电端面增大电阻减少，对设备节电有很大好处。为中空箱式水冷结构。三根横臂为小车箱式结构，立柱穿过其中，前部热区进行强制水冷，保证了足够的热态强度及刚度，三根夹紧装置结构尺寸完全一致，横臂铜夹头、不锈钢水冷抱圈具有良好的互换性，大大减少了用户的备品备件管理，减少了设备的运行故障，使维护工作更为简单，热停工时间大为减小，电极的夹紧装置置于横臂中，具有良好的工作环境，利用碟簧夹紧，液压缸进行放松，工作可靠，维护调整极为方便，小车为四轮结构。电极升降采用电机-减速机-绳轮钢丝绳-变频调速结构，确保在任何位置稳定停留，无憋劲，使电极升降调节灵敏，自动操作；自动松放电机，不用人工上炉子上去用手轮停电停工下放电极，加紧电极，易夹断，力量还远远不够，导电打火。

导电横臂采用锻造水冷铜价头与电极导电，水冷不锈钢报圈夹紧，导电性好，抱紧力大15吨压力以上，力量均匀可调，电流密度均匀，自动抱紧，松开前永不脱落，因为以碟簧夹紧，油缸松开，所有这一切包括水管都在铜-钢复合导电横臂箱体内，截面大，电阻低，自感和互感系数好，无效有功和无功也因此而降低，从而达到节能的效果。

3、ZXDW型大电流短网系统

ZX型大电流线路包括变压器二次出线端大截面水冷电缆及低压测电流互感器组成。设计选用我公司专用大截面水冷电缆，具有节约铜材，阻抗值稳定，防止磨损，使用寿命长，运行可靠，安装方便，维修简单等特点，整个短网节能降耗，支架为不锈钢隔磁的先进技术，全部连接铜的联接件为隔磁件，电缆为全水冷节能方式。数万安培电流的采集采用专用特制柔性互感器，测量准确，线性度好，工人一下就知道各相电极上实际电流是多大，继而可以直接准确控制各项电极的升降，原来无法知道各项电极电流，并且可以完全独立实施各项电极自动控制的监控。

4、液压系统

由于要实施电极的自动夹紧及放松，故而采用液压系统及油缸。液压系统由油箱、油泵、电机、电磁阀、滤油器、温度计、液位计等组成，碟簧夹紧，液压放松，安全可靠。  本设备使用的液压泵站，设有油箱，高压柱塞变量泵，及高压控制回路。液压系统各控制电极夹放回路，回路采用插装阀、节流特种阀控制。其中配高精度滤油器，并对油温油质等可进行报警。

液压系统的执行机构为：

三个电极放松单向活塞—碟簧缸

工作介质为水—乙二醇抗燃液压液，压力10Mpa，液压站设在室。

液压系统与机械自动控制系统一起完成电炉的电极放松动作。

5、变压器冷却方式改造

改原有变压器风冷方式为水冷方式，以降小变压器内损，达到节能降耗的目的，建议原变压器厂家改

7500KVA刚玉炉变压器参数

开关位置	分接位置指示	极性选择	容量 KVA	一次		二次		三次
				电压	电流A	电压V	电流A	电压V	电流A
1	1	K+	7500	110KV	39.4	196.5	22036	17792	44.6
2	2					192	22553	15568	45.6
3	3					187.5	23094	13344	46.7
4	4					183	23662	11120	47.9
5	5					178.5	24258	8896	49.1
6	6					174	24886	6672	50.4
7	7					169.5	25547	4448	51.7
8	8					165	26243	2224	53.2
9	K		7296		38.3	160.5	26243	0	53.2
10	1	K-	7091		37.2	156		-2224
11	2		6886		36.1	151.5		-4448
12	3		6682		35.1	147		-6672
13	4		6477		34.0	142.5		-8896
14	5		6273		32.9	138		-11120
15	6		6068		31.9	133.5		-13344
16	7		5864		30.8	129		-15568
17	8		5659		29.7	124.5		-17792

6、相关水路增加（用户负责），乙方出图。

7、相关割磁材料改造（用户负责），乙方指导

用户负责内容：

1、  原材料按标准规范供应，如硅铝比高电耗按比例增高。

2、  规范化操作，加料、送电、推料、扎眼及时跟进，根据工艺配电配准确。

3、  合理的碳及铁削配比入炉。

4、  高压侧准确的计量

5、  冶炼吨位准确计量

6、  其他相关管理。

7、  合理的工艺参数调整，如极心圆大小，出炉时间等

三、改造部分设备机械、液压及电气系统具有以下优点：

冶炼消耗降低，冶炼劳动生产率提高，更加的节能降耗

1.    电极升降系统更合理

2.    更高的运行可靠性、安全性

3.    热停工时间少

4.    炉衬寿命更高

5.    熔化及升温速度更快

6.    节能降耗，提高产量

7.    自动化水平大大提高。

四、基本设计条件

公共设施条件

――――冷却水

进水压力                           ＞3×105Pa

进水温度                           ＜32℃

注：事故状态下应急冷却水30m3/h，持续30分钟。

――――变压器冷却水

进水压力        ＜0.6×105Pa

进水温度        ＜32℃

冷却水的质量符合GB10067.1—88中要求。

冷却水系统

冷却水系统由阀门、水分配器、回水箱等组成。进水压力不少于3×105Pa，水温不超过32℃，冷却水为开式循环，结构简单，操作维护方便。

高压供电波动电压小于正负5%

五、 卖方所提供技术文件及指导安装调试

5、1    卖方所提供工程设计资料及技术文件

5、1、1 工程技术资料

机械：

———改造部分总装图，布置图

———改造部分安装部件图

5、1、2 所提交改造部分技术文件

———技术文件：改造部分机械说明书

———设备出厂审查证书

———设备安装说明书

———操作及维护手册

5、2   制造服务指导安装调试

在设备制造阶段，厂方可派人员到西安重鑫电炉设备有限公司制做现场进行监督、了解生产进度及加工水平。

设备运输至安装现场在具备安装条件后，西安重鑫电炉设备有限公司派技术人员至现场进行安装指导，安装阶段结束后，西安重鑫电炉设备有限公司技术人员配合现场进行动作。

六、执行标准

6．1设备执行标准

GB50056-93              电热设备电力装置设计

GB10067-1-88            电热设备基本技术条件       通用部分

GB10067.7.2-88           电热设备基本技术备件       电弧炉

GB5959.1-86             电热设备的安全             通用部分

GB5083-85               生产设备安全卫生设计       总则

6、2    卖方所供设备的质量检测

对于卖方所供设备，在设备从卖方工厂交货前，要进行质量检测，方式如下：

A：卖方在买方人员在场的情况下对设备进行检测和试运行，在交货时提供检测证书和测试报告。

B：卖方在买方人员不在场的情况下对设备进行检测和试运行，所获得的报告及证书提供给买方。

七、设备原技术参数（略）

附件  售后服务保证： 设备的安装与调试、买方人员培训技术服务

1、安装和监督

卖方现场服务人员保证全过程参加设备指导安装与调试，甲方安装。

所有待安装的设备和各种供应源由卖方的技术人员依据技术说明和图纸要求指导安装。

卖方的现场服务人员在任何情况下保证工程质量。

2、安装监督服务

卖方的现场服务人员将对卖方所供设备确保一下服务内容：

——同买方的合作关系。

——所有的现场施工的供货者、分包商同买方技术人员之间的协调。

——根据进度表保证工程进度。

——按进度表检查安装工作的顺序。

——检查、检验主要安装项目如：

·设备的楔固

·机构设备的组装

·检查安装公差（误差）、水平度、对中、机构连接等。

·根据卖方的安装规范所做的全部安装工作。

——所有电气设备安装监督，如：电气控制盘、台、柜的就位，电缆管道的制作和安装、电缆的铺设、连接等。

安装工作完毕，卖方做完最后检查后，确定各种试验。

3、调试工作监督

设备的调试、冷热试车均由买方的熟练操作人员完成。

这些试验将在卖方的现场技术人员的监督、指导下进行。按照试验阶段由卖方制定的程序和试验技术规定进行。

作热试车时，买方按卖方的要求，进行合同中规定的试验生产和性能试验。

冷试车后在双方商定的时间内进行热试车。

3.1 试验程序

——在双方商议好后，共同确定试验的组织和进度。

——准备试验所需的材料、工具、仪表仪器和公用设施一览表。

——主要试车阶段：

·冷试车

·热试车

·性能试验

每个阶段的试验将由卖方现场代表指挥。

3.2 调试监督服务

卖方将保证下列服务

主要操作内容的监督、检查、管理。如：

——共同设施系统的检验（用户已有）

——液压设备的顺序试验（用户已有）

——高、低压电缆在连接前的绝缘试验

——开关柜的操作试验

——电机、设备正确动作试验

——控制顺序和连锁功能试验

——保护继电器的调定

——各项设备或组装件的无负荷动作试验和调定

冷试车完毕，试车被视为成功，买方将向卖方签发一份初步验收试验证书 。随后，卖方代表同意开始作热试车试验。

负荷试车由双方监督下进行。

当热试车被认为试成功的，买方可以进行最终的实验验收。实验期间，将建立试验结果记录。

3.3 软件调试

调试由卖方完成，买方负责监督。

4、人员培训及售后服务

1 ）卖方派到买方的技术人员

a 在试车阶段：严格按设计联络的规定执行。

b 安装指导：在按装过程中，卖方技术人员应该在现场对买方的安装人员进行技术交底，并协助买方人员解决安装时出现的问题，人员数量2人，服务时间约15天/人。

c 调试服务：设备安装完成之后，买方人员在卖方人员的指导下进行调试，调试包括设备的冷态和热态调试，与此同时，卖方专家对买方人员进行设备操作培训和设备维修培训。计算机和PLC调试工作由卖方完成，买方给予配合。

d 售后服务：合同工程结束后，卖方仍有义务派遣人员访问买方，调查设备的运行情况和操作情况。对出现的问题提供帮助，4小时内作出答复，如需去人，36小时抵达。

e 设备的试车时间：冷态调试及热态调试约为15天，卖方应派遣合格的技术人员进行服务，其费用已包括在总合同价格内。

f 买方应对卖方现场服务人员提供工作的方便条件，配备现场服务办公室，必要的工作设施和工具。

2 买方派到卖方的技术人员

a 设计审查：在初步设计完成后，买方派有关人员到卖方进行设计方案审查。

b 人员培训：对于设备知识及操作、维修方面的人员培训可以在买方进行，也可在卖方进行专业知识的讲座及培训。如买方指出需要对工艺进行操作培训时，卖方应负责联系培训现场。

c 卖方设备的检查和出厂验收：当卖方设备制造完成后，应及时通知买方派有关人员赴卖方检查设备制造质量，参加并监督出厂试验。

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