電弧爐(礦熱爐)常見斷電極原因及具體控制措施和解決方法

電弧爐〔礦熱爐〕常見斷電極緣由及具體掌握措施和解決方法2023.1.7電弧爐生產(chǎn)過程中常因爐料、設(shè)備、操作及電極本身質(zhì)量問題或以上因素的交互影響而導(dǎo)致電極折斷，斷電極事故一方面會造成電弧爐間歇性停爐而影響其生產(chǎn)效率及現(xiàn)場生產(chǎn)組織工作;另一方面會增加電弧爐電極事故消耗，進(jìn)而增加電弧爐冶煉本錢。因此，認(rèn)真分析電弧爐電極折斷問題，準(zhǔn)確推斷電極折斷的真實(shí)緣由并有效的指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)，可顯著降低電弧爐電極折斷次數(shù)，從而大幅度提高電弧爐生產(chǎn)效率并降低煉鋼冶煉本錢。電弧爐斷電極緣由分析電極折斷通常發(fā)生在電極柱的最高接頭處或接頭螺紋孔處 但電極本體斷裂狀況也偶有發(fā)生，具體斷裂方式見圖 1。1常見的電極斷裂方式一、爐料緣由爐料的好壞不僅會影響電弧爐金屬回收率掌握水平，同時也直接關(guān)系到電弧爐冶煉過程中的電極運(yùn)行安全，爐料問題導(dǎo)致的斷電極問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。爐料中混有橡膠、木質(zhì)品等不導(dǎo)電物。爐料外表粘附有大量耐材、泥沙等不導(dǎo)電物。起弧料導(dǎo)電性差，也會增加起弧階段電極折斷幾率。二、設(shè)備緣由電氣掌握系統(tǒng)緣由掌握系統(tǒng)緣由造成的故障通常表現(xiàn)為肯定的重復(fù)性和必定性，對電極運(yùn)行安全威逼極大，突出表現(xiàn)在以下幾個方面。①相序接反：正常狀況下，電極旋緊方向應(yīng)與電極工作時電磁力方向全都，但假設(shè)在調(diào)試或檢修期間不慎將相序接反，易導(dǎo)致電極在冶煉過程中從接頭處松脫。電極松脫后輕則造成電極接頭處縫隙增加，電阻加大，導(dǎo)致接頭處發(fā)熱、發(fā)紅，氧化加速并最終導(dǎo)致下段脫落。重則直接脫落導(dǎo)致接頭螺紋報(bào)廢或冶煉過程中電極接頭直接震斷。相序電流和電極電磁力的推斷方法如圖 2、圖3所示。按電流的正方向是由導(dǎo)線的起端至末端的規(guī)定，可標(biāo)出各相電極的電流方向，用右手定則確定磁力線方向，左手定則確定電極外側(cè)外表受電磁力方向。電磁力大小：F=I1I2/d×10[N/m],I1,I2[A]，d[m]。正常相序 (b)反方向相序圖2電極電流相序狀況30° 120 °3電極電磁力變化狀況②接地檢測信號接反：通常三相電極各相接地信號獨(dú)立檢測反響，假設(shè)不慎將其中任意兩相接地檢測信號接反，電極在冶煉過程中會發(fā)生先接觸爐料相因不能準(zhǔn)時收到自身反響信號而導(dǎo)致電相電極尚未接觸爐料而不會停頓下降，連續(xù)下降過程中因受力過大而折斷。③短網(wǎng)側(cè)測量電壓的三相電壓互感器中性點(diǎn)與電爐爐底外殼的連接線斷開或接觸不良。在高壓送電后二次短網(wǎng)空載電壓三相平衡正常在電極自動下降過程中,某相電極下端接觸到爐內(nèi)廢鋼時,原來該相二次電壓應(yīng)當(dāng)下降到空載電壓的20%以下或更低,但由于電壓互感器中性點(diǎn)與電爐爐底外殼的連接線斷開后 ,電極調(diào)整系統(tǒng)檢測不到該相對地電壓的降低,無法推斷電極已觸及爐料,電極調(diào)整系統(tǒng)掌握電極連續(xù)下降,導(dǎo)致電極與爐料擠壓折斷。該故障表現(xiàn)為不起弧總是折斷先接觸爐料的電極，同時該相電極二次電壓根本保持不變。機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)緣由①電極升降液壓缸缸桿變形：液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)的制動力變小或者系統(tǒng)的延時系數(shù)變大,則會延遲電極執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作和響應(yīng)速度,電極端頭與廢鋼可能發(fā)生較大碰撞,導(dǎo)致電極折斷。該故障往往動大。②電極立柱間隙問題：電極立柱間隙過大或過小都會影響電極調(diào)整反響靈敏度，間隙過大，易導(dǎo)致電極在起動瞬間晃動過大而折斷電極，間隙過小，會使電極調(diào)整系統(tǒng)反響遲鈍，遇過程塌料或觸及廢鋼時易折斷電極。③電極與小爐蓋間隙問題：電極與小爐蓋間隙過小，電極下行過程中也會因電極與爐蓋間受力而別斷電極。④夾持器夾緊力缺乏：夾持器蝶簧斷裂或預(yù)緊力缺乏，易導(dǎo)致電極從夾頭內(nèi)脫落而折斷電極。三、操作緣由隨著電弧爐冶煉相關(guān)學(xué)問的大量普及鋼廠對操作人員培訓(xùn)力度的加大，崗位操作已逐步趨于標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化，因此，操作緣由導(dǎo)致的斷電極幾率明顯下降，但仍需進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)局部特別環(huán)節(jié)的操作留意事項(xiàng)，力求徹底解決操作緣由導(dǎo)致的斷電極問題，常見的操作問題主要有以下幾個方面。配料及加料環(huán)節(jié)不導(dǎo)電物入爐等嚴(yán)峻配料問題。加料過程中因天車對位或人為操作緣由導(dǎo)致爐料入爐后嚴(yán)峻偏斜，冶煉中后期集中塌落折斷電極等。爐門清理環(huán)節(jié)叉車清理爐門時電極提上升度不夠，或?qū)t門口渣塊等導(dǎo)電性差的物料推至爐門口電極正下方等也會導(dǎo)致電極折斷事故。續(xù)接及夾緊環(huán)節(jié)續(xù)接過程中吹掃、垂直度及預(yù)緊力不當(dāng)會嚴(yán)峻影響電極續(xù)接質(zhì)量，導(dǎo)致電極在上線使用過程中接頭強(qiáng)度下降，在冶煉過程中頻繁發(fā)生電極折斷事故。夾持部位在白線接頭區(qū)或緊挨白線處夾緊，會因接頭部位受傷或孔底螺紋較為脆弱部位受橫向剪力過大而折斷。冶煉造渣環(huán)節(jié)熔化階段石灰等輔料參加過于集中或下料速度過快，易因電極下方爐料導(dǎo)電不良而折斷電極。另外，1、2、3三相電極發(fā)生斷裂的幾率應(yīng)當(dāng)是一樣的，假設(shè)有一相多于其他兩相，應(yīng)考慮操作問題，同時由于責(zé)任心問題所造成的折斷，具體表現(xiàn)為夜班多于白班，節(jié)假日多于日常。四、電極質(zhì)量問題因石墨電極質(zhì)量問題造成的停產(chǎn)、斷澆等問題將會產(chǎn)生大量的直接和間接本錢，因此，煉鋼廠對電爐電極折斷問題始終比較敏感，也尤為關(guān)注。石墨電極和接頭的連接區(qū)是電、熱機(jī)械載荷較大且簡單的部位，也是常見斷裂的部位。就接頭質(zhì)量本身而言，接頭斷裂主要有以下幾個方面的緣由:接頭體積密度低，則強(qiáng)度普遍較低，使用時易造成折斷(在中重型料入爐比例大的爐次中表現(xiàn)尤為突出);電阻率偏高，通電時接頭部位溫度上升較快，會造成電極連接處接頭部位熱應(yīng)力較大而折斷機(jī)率增加;接頭的抗折強(qiáng)度不夠，內(nèi)裂接頭混入到成品接頭中也會導(dǎo)致頻繁斷裂問題 ;接頭與本體加工精度協(xié)作不合理，也簡潔消滅接頭折斷或本體縱裂問題。通常電極本體發(fā)生折斷的機(jī)率較低，本體發(fā)生折斷主要有以下幾個方面的原因:①電極本體螺孔有質(zhì)量缺陷;電極本體的體積密度和強(qiáng)度不夠;還會導(dǎo)致電極端部產(chǎn)生深度裂紋;③內(nèi)部存在橫裂紋的電極混入到成品中未檢出、電極構(gòu)造缺陷如針狀焦中混一般焦，也是造成電極本體斷裂的重要方面。具體掌握措施及解決方法一、爐料方面場監(jiān)視檢查，砣鋼周邊耐材沾附量大或夾帶耐材的大塊砣鋼嚴(yán)禁入爐，帶渣量大的渣鋼必需進(jìn)展清渣處理。質(zhì)入爐。二、配料方面嚴(yán)格按電爐配料單工程及配料層次進(jìn)展配料，導(dǎo)電性差的合金物料必需配入料籃中下部。部沖擊強(qiáng)度的同時避開加料時大料上翻，降低塌料斷電極風(fēng)險(xiǎn)。嚴(yán)禁參加未經(jīng)開孔處理的密閉容器等易爆物質(zhì)。土量大的問題。三、設(shè)備方面電氣掌握系統(tǒng)問題①設(shè)備檢修后，必需用相序表檢測電極相序狀況，假設(shè)相序不正確需在高壓開關(guān)柜的進(jìn)線或出線電纜中任意對調(diào)兩相即可，防止相序接反導(dǎo)致的電極松脫及折斷事故。②換爐或檢修完畢，設(shè)備人員必需在電極帶電的狀況下逐相測試電極接地信號反響狀況，確保信號反響系統(tǒng)靈敏有效，同時保證逐相對應(yīng)。③停爐和生產(chǎn)間隙對爐底中心線聯(lián)接狀況進(jìn)展檢查確認(rèn)，覺察有虛接、斷裂、斷股等問題準(zhǔn)時進(jìn)展恢復(fù)。機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)緣由①對手動、自動狀態(tài)電極提升、下降過程中，HMI操作畫面各相電極液壓缸壓力狀況進(jìn)展重點(diǎn)關(guān)注，行程中某個固定區(qū)域壓力總是明顯特別時可考慮液壓缸、立柱變形問題。②電極立柱間隙以電極啟動瞬間晃動幅度不大，提升下降過程無明顯卡阻為佳，通常在0.2mm③電極與小爐蓋電極孔間隙應(yīng)至少保持50mm間隙應(yīng)盡可能保持全都。四、冶煉操作方面覺察電極四周有上翻的重廢、渣鋼及邊絲卷等大料或不導(dǎo)電物質(zhì)邊區(qū)域)。假設(shè)冶煉中后期頻繁消滅粘附在爐壁的冷料突然塌落折斷電極問題時，可考慮對供電曲線進(jìn)展進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，重點(diǎn)是熔化期的供電檔位和供電曲線號的優(yōu)化調(diào)整。高度重視斷電極事故處理完畢后事故相電極下方爐料狀況的檢查確認(rèn)及再次補(bǔ)投引弧料工作，防止?fàn)t料問題導(dǎo)致的二次折斷事故。續(xù)接電極作業(yè)過程中嚴(yán)格執(zhí)行電爐續(xù)接電極操作規(guī)程中相關(guān)吹掃、清理規(guī)定，并最終用力矩扳手進(jìn)展緊固。經(jīng)長時間停爐后(尤其冬季氣溫較低的狀況下)再次運(yùn)行電極系統(tǒng)前為防止啟動瞬間因晃動幅度過大將電極擺斷，按以下規(guī)定進(jìn)展操作：①三相均未安裝電極，可在液壓系統(tǒng)起動后先反復(fù)提升下降電極橫臂數(shù)次，待系統(tǒng)穩(wěn)定后再安裝電極。②三相均裝有電極，制止三一樣時提升或下降，先進(jìn)展單相點(diǎn)動提升或下降，待系統(tǒng)穩(wěn)定后再同時提升或下降電極。③因特別緣由造成下線電極長度過長，再次續(xù)接上線后必需確認(rèn)夾頭上部局部及爐蓋內(nèi)局部電極長度，避開出鋼或旋爐蓋過程中將電極別斷。五、電極質(zhì)量方面解決電極質(zhì)量方面的問題，關(guān)鍵是嚴(yán)把電極選購及入廠驗(yàn)收關(guān)，對于接頭、本體指標(biāo)不符合超高功率石墨電極要求的，制止關(guān)，對于接頭、本體指標(biāo)不符合超高功率石墨電極要求的，制止上線使用。同時，各廠可結(jié)合自身設(shè)備、爐料條件和電極供貨廠家共同摸索適合本