1.1 炉体技术参数

炉壳直径（mm）            Φ10500

炉壳高度（mm）               5630（炉壁厚1050）

炉膛直径（mm）             Φ8400

炉膛深度（mm）               3500（炉底砌砖厚度2130）

电极直径（mm）             Φ1400

电极分布圆直径（mm）  Φ3500±100

电极工作行程（mm）           1400

电极升降速度（m/min）         0.5

出铁口数量（个）                2

每根电极铜瓦数（块/根）         8

冷却水用量 （t/h）            300

年生产天数 （d/a）            330

日产量（t/d）                 120

年产量（t/a）               39787

1.2 变压器技术参数

1.2.1 单相变压器 8500kV          3台

型号：HKSSPZ-8500kVA/35kV

额定容量（KVA）25500，允许超载30%

冷却方式：OFWF，强油水冷，进水温度不大于30℃，出水温度不大于40℃。

一次电压（KV）：35

二次电压(V)              130～169～208（27级压差3V）

二次额定电压(V)          169

二次额定电流(kA)         82

短路阻抗                 169V时＜6%，线圈内部阻抗≤5%

调压方式                 电动有载调压

冷却方式                 强迫油循环水冷

侧出线端子               16个

1.3 短网电气参数

导电铜管电流密度3～4.5A/mm²铜瓦与电极的接触电流密度1.9～2.5A/cm2

水冷电缆的电流密度3～4.5A/ mm²短网不平衡度               <10%

电极允许电流度密度         5.52～7.18A/cm²

1.4 冷却水要求

水量       m3/h.台           240

压力       Mpa              ≥0.3

冷却水水质      PH           6～8

                总硬度        <10mg/L(CaO)

                悬浮性固体    <10mg/L

                进水温度      <35℃

25500kVA硅锰炉的主体设备采用矮烟罩半封闭固定式炉型。本设计电极采用了液压顶缸升降装置，短网采用水冷电缆、水冷铜管、锻造铜瓦等。其主体部分设备组成：炉体、烟罩及烟囱、电极部分（包括把持器、电极升降装置，电极压放装置、压力环装置）、烧穿系统、液压气动系统等；辅助设备组成：斜桥上料系统、双梁桥式吊车、出铁系统、浇铸设备等。

2. 设备的说明

2.1.1炉体

炉壳是炉体的重要组成部分，它采用20mm钢板焊接而成，炉底22mm钢板，直径为φ10500mm，高为5630mm的园柱体，炉底采用30^#工字钢支撑在混凝土基础上自然通风冷却炉底，炉壳上设有二个出铁口，炉衬总重约500t，采用轻、重质粘土砖，高铝砖和碳砖新工艺砌筑。

2.1.2烟罩及烟囱

矮烟罩采用对边距离为11300mm的正12边形，高度为2000mm，置于炉体正上方。烟罩设有10个φ400mm下料管,供自动加料用。烟罩上部有二个排烟口与φ2000mm的二个水冷烟管直通二烟囱，由三通管与除尘器预留烟道接通。主烟囱上设蝶阀控制烟的通向。烟罩采用水冷骨架、水冷盖板结构，烟罩盖上设有三个调节极心圆大小的装置。每个电极周围安装有四个导向轮，用来调节定位电极。炉心三电极周围均采用无磁和隔磁技术。烟罩侧壁由水冷金属构件立柱、四周围耐火粘土砖砌筑，烟罩侧壁三个大面设有三个操作大门，其余的九个侧壁上，各设一个小门，供人工拨料扎眼观察炉况用。采用矮烟罩，设备便于实现消烟除尘，环境保护，给操作工人带来良好环境。

出炉口:集烟罩连接在主烟囱上,设有碟阀, 出铁时将阀打开,烟气由主烟囱抽走。

2.1.3 电极部分

2.1.3.1 把持器装置

电极把持器是把铜瓦夹紧在电极上，并将变压器二次侧大电流经水冷导电铜管，水冷电缆，铜瓦传向电极，进行熔炼，并能用电极升降装置来调节电极的位置，它包括以下部分：

l        把持筒3个

l        水冷保护套3个

l        压力环及压力环用油缸（压力环3个、油缸16个）

l        铜瓦24个

把持筒的作用，把持住φ1200mm的自焙电极，把保护套、压力环，铜瓦等连接起来。把持筒下部1.8m长采用无磁不锈钢，保护大套（全无磁不锈钢）、压力环采用隔磁措施。每根电极上设8块锻造铜瓦，锻造铜瓦是通过压力环上四个油缸和四个顶紧装置，一对一顶紧铜瓦，铜瓦对电极的压力大小可调整，对电极的抱紧压力均匀，可保证每块铜瓦与电极的抱紧力均衡一致，铜瓦与电极的接触良好，导电均匀。把持器上部与下部由绝缘件联接，把持筒上部由台架与二个升降油缸铰联接，油缸上支座固定在三层平台的专用钢平台上，在钢平台上可根据工艺需要调整极心圆的大小。

2.1.3.2 电极升降装置

电极升降装置采用液压柱塞升降油缸（共6个）等组成，用来调节电极的位置，电极升降速度为0.5m/min，工作行程1400mm，检修行程2000 mm，工作压力8～10Mpa，此装置结构紧凑，运行平稳，灵活，可靠。

2.1.3.3 气囊抱闸与电极压放装置

气囊抱闸的作用是冶炼时抱紧电极，防止电极下滑，它与压放油缸接近开关配合，可带电自动下放电极、倒拔电极。

每根电极设有单独的电极自动压放装置，由气囊抱闸和二个压放油缸及上、下限位组成。气囊抱闸是用来抱紧电极的，进气时气囊抱紧，放气时气囊松开电极，电极工作时，二个气囊同时抱紧电极。只在压放电极时，才由二个气囊配合交替松开夹紧电极与压放油缸配合完成压放动作。本装置可带电自动压放电极。

2.1.4 气动系统

包括空压机、储气罐、气阀站、管道直通到气囊上，空压机电机的启闭由系统内的电接点压力表（在储气罐上）和空压机上的压力继电器，二级保护来实现自动控制，使整个气动系统内始终保持正常使用气压。

2.1.5 液压系统

系统包括：

l        供液压动力源的电机、油泵、调压阀、单向阀、过滤器油箱及相关的液压附件等。

l        各控制器回路的调压阀、电极升降回路、铜瓦夹紧回路、液压抱闸回路。

l        蓄能器组，平稳系统液压压力，减少各回路相互切换时产生的液压冲击，同时可以减少电机、泵组的工作时间，延长使用寿命。

l        系统工作介质为抗磨液压油N46。

升降油路

由三个二位电磁阀、调速阀、三个液控单向阀、三个同步阀，三个节流阀组成。每组由一个电磁阀、一个调速阀、一个液控单向阀及一个同步阀和一个节流阀组成，其中液控单向阀安装在升降缸有杆腔油口位置，当油路断开时，可自动保护防止电极下降，该回路设立同步阀和节流阀能保证提升电极的两油缸同步升降，分别控制A、B、C三相电极。

铜瓦抱紧回路

由减压阀一个，二位电磁阀3个，液控单向阀3个组成，每组由一个电磁阀、一个液控单向阀组成，分别控制A、B、C三相，其工作压力由减压阀调定，常态时保压，当电磁铁得电时，开启液控单向阀抱闸缸松开电极升降，断电后自动保压。

在各控制回路的油口设有手动球阀，同时在各油路出口设有压力表，以便工作时观察及检修方便。

整个液压系统由压力继电器和电接点压力的高低压限位，二级保护控制油泵电机，实现可靠的系统自动控制，能始终保证系统的正常使用压力。

2.1.6 吊挂及绝缘

吊挂是固定水冷铜管，水冷电缆、铜瓦、压力环、把持器等装置。绝缘是通过各种绝缘板、垫、套等将各相把持筒、短网、烟罩、烟囱、油缸、油管等之间隔离及将各部分与“地”绝缘。

2.1.7 短网

短网包括水冷补偿器、铜管、水冷电缆、导电铜管、锻造及其吊挂固定装置。变压器二次侧出线铜管，与水冷铜管之间，采用水冷电缆的补偿器可以消耗热膨胀，缓冲电动力对设备的影响。从变压器至铜瓦采用一对一水冷却方式，变压器二次侧出线端子采用交错排列，三相均采用同向逆并联，短网往返电流双线制布置，互感补偿磁感抵消。水冷铜管导电铜管均采用厚壁铜管，中间用水冷电缆相连。并采用都是冷水进入水冷电缆的新工艺，水冷电缆不易产生水垢而造成堵塞水路。使短网在低温中运行，大大减少短网导电时产生的热量损失，减少电抗值。水冷电缆与铜管的联结选用扣压式联接，可减少接触电阻。同时，厚壁铜管采用氩弧焊接工艺，成型美观、密致，有效地减少阻抗值，增大短网导电率。采用以上新工艺、新技术有效地提高短网入炉功率，短网的作业率。

2.1.8 冷却水系统

冷却水系统是对处于高温条件下工作的构件：短网、压力环、保护大套、炉壳、烟罩、烟囱等进行通水冷却的装置。为检修方便，短网、压力环等水路专门设有排放水装置，用于抢修、检修或提铜瓦时，可快速排掉管内存水。冷却水系统包括进、回水分配器集水槽、压力表阀门、管道、胶管等组成，供水压力为0.3Mpa，用水量为200t/h的装置（包括变压器油水冷却器用水量）。

2.2 电气部分

25500kVA硅锰炉的电气设备由35kV高压供电系统、电炉变压器、短网、电极升降控制系统组成。

l        变压器：采用低损耗节能型矿热炉变压器,侧出线，电动有载调压，强迫油循环水冷，阻抗电压4～6%，。并且有体积小、气量轻、超载能力强等优点。

高压供电系统

l        基本组成

35kV电源架空引至厂区，由穿墙套管引入高压室，由顶部进入PT柜，PT柜主要装有高压进线隔离开关，电压互感器，氧化锌避雷器，电源再引至高压配电主柜，该柜内装有真空断路器，电流互感器等。

l        高压开关柜主要参数

额定电压   35kV 50HZ 三相

操作电源   AC 220V

出线方式   顶出

保护等级   IP20

l        隔离开关

额定电压    35kV/50HZ

额定电流    600A

操作方式    手动

l        电压互感器

额定电压 （35000V/√3）/（100V/√3）/（100V/√3）

一次绕组额定电压   35000/√3V

二次绕组额定电压   100/√3V

剩余绕组额定电压   100/√3V

容量               小于150VA

三台单相三绕组电压互感器连接组为YO/YO/Δ-12-11（剩余电压绕组接成开口三角形）

l        真空断路器

型号：ZN12-35/1250-25

操作方式：电动操作

操作电源电压 AC220V

l        电流互感器

额定电压   35kV

变比       300A/5A

电流互感器级次组分 0.5/10P级

● 氧化锌避雷器

系统标称电压   35kV

避雷器额定电压 42kV

避雷器持续运行电压 23.4kV

基本功能

在高压室设两面高压柜，一个是PT进线柜，内装氧化锌避雷器，另一个是装有高压真空断路器的控制柜，由它向电炉变压器的高压绕组送电。氧化锌避雷器既做大气过电压保护，又做真空断路器在分、合电炉变压器时产生的操作过电压保护。

真空断路器既可在高压柜的柜面操作，也可在主控室进行合、分闸操作，隔离开关在高压室手动操作。

高压柜上能显示高压电压及电流，并装有电能计量和保护装置。

● 车间动力

车间操作室设置操作台一面、车间动力配电柜一面。操作台仪表板配置电流表三只、一次侧电压表三只、二次侧电压表三只及各故障指示灯。操作面板主要控制三相电极的长降、自动压放、手动压放及高压柜的分合闸。车间动力配电柜分别向液压站、主变室、卷扬机、桥式起重机、立式卷扬机、布料车、车间各层照明配电箱送电并配置两套车间备用电源，分别为30kVA、15kVA。三楼液压站设置控制柜一面、配置两台液压泵电动机、两台空压机电动机及直流24V电源、配置电极升降系统及压放系统线路。

25500kVA硅锰炉三楼设置13台插板阀操作箱。

车间动力管线敷设方式采用塑料电力电缆和控制电缆沿扁铁吊架明敷，局部需引至设备附近的电缆采用穿管明敷。

● 照明

车间照明电源由车间配电柜引至各层照明配电箱上，集中控制。各灯具开关就近安装于灯具附近。

● 低压补偿

(1) 补偿前技术指标

视在功率   S=25500kVA

一次电压  U₁=33KV～35KV

 二次电压   U­₂=140V～150V

有功功率   P=13695KW

无功功率 P=9190.5KW

一次电流 I₂=327.6A

电网谐波 5.7次超标

功率因子 COSΦ=0.83～0.85

三相短网不平衡度≥3﹪～5﹪

(2) 低压补偿后技术指标

视在功率   S=25500kVA

一次电压 U₁=33KV～35KV

 二次电压 U­₂=150V～155V

有功功率 P=15075KW

无功功率 P=6466.6KW

一次电流 I₂=295A

电网谐波 不超标，达到国际标准

功率因子 COSΦ=0.93～0.95

(3) 低压补偿技术参数

 补偿容量   Q_L=5200KW

 补偿无功电流 40380A

 补偿电压   U­₂=160V

(4) 低压无功补偿在硅锰炉应用的优势

A、提高二次电压，低压补偿电容的容性电流，与短网感性电流相互作用，减少二次侧短网故障，提高一次及二次电压。

B、平衡三相功率，低压补偿由功态补偿、静态补偿组成，静态补偿短网减少无功损耗，动态补偿根据炉内反应区功率的变化，动态跟踪调节，平衡三相功率，稳定电极。

 C、减少短网的不平衡度

 D、单相调整电极电压

 E、降低电网谐波含量。

2.3 辅助设备

2.3.1 配料、上料系统

采用一条B=650皮带机和一条可逆皮带机，将筛后的成品锰矿、富锰渣、石灰、焦碳等分别卸入到20个配料仓内。每个配料仓下口设一台电振给料机，两个料仓合用一个电子称量斗。由电子称量斗称量后，由称量斗下面的的气动扇型阀将称量配好料卸到配料皮带和环行布料皮带机上，由配料皮带机将料输送到上料皮带机采用B=650波壮挡边带式输送机将混合料运至20m平台，再由可逆皮带机运卸到加料仓内。整个配料采用PLC控制自动配料。

2台矿热炉所用的电极糊和电极壳另外还需要一套上料卷扬。

2.3.2自动加料系统

22m平台设防16个加料仓，共13根下料管，其中，中心料管一根，三个大面在极心园上，两根电极中间，共6根大面加料管，三个小面在三电极中心与炉心联机的延长线上，共6根小面加料管。

加料钢仓体积为3m³，固定在22m平台上共13个；每个加到炉内的钢仓下配用全密封液压插板阀一台和重垂阀一个。重垂阀的作用是不加料时，能密封住料管中上升的高温焰气，而气动插板阀能解决不堵料的问题。气动阀的操作按钮，按料管的编号悬挂在炉台上，加料工在炉前操作，可以看着炉内的情况加料，料加多少、需加哪个面，都操作方便，控制可靠。

由四层料仓、液压插板阀、重垂阀、料管下料，从烟罩中心进入炉内，料管在烟罩与三电极附近采用无磁不锈钢或水冷装置。

2.3.3 出铁、出渣系统

由烧穿器、出铁口档板、铁水包、渣包、运包车、轨道、卷扬机组成。由烧穿器烧开铁口，先出铁水后出渣，渣铁经出铁口流到铁水包；硅锰合金沉入铁水包底，渣浮在铁水包上面，铁水包满后，渣从铁水包长嘴溢出流入铸钢渣包。采用卷扬机将运包车、渣包车拉到浇注间，由吊桥将渣包，吊起运至平中间渣包，将液态渣倒入中间渣包内，水淬后经渣槽冲入水渣池内，由5t抓斗，将水渣捞出运走。若出干渣，把渣包吊下冷却后吊出，运走即可。

2.3.4 浇铸系统

铁水包在包车上，镇静20分钟后，用20/5t桥式吊车，吊起，采用下浇铸，浇注到地模内，待锰硅合金凝固、冷却、脱模、破碎、精整后入库。

本套系统除尘选用大布袋正压除尘装置，整套设计系统包括：主管道、冷却器、气动系统、主风机、大布袋除尘器、三通切换清灰系统等部分组成,为正压下进风反吸清灰大型滤袋除尘系统。

其特点是：系统处理烟气量大，除尘效率高，结构合理，操作管理简便，维修工作量小。设置无按钮触摸屏微机程控，实现分室（单元）轮流自动化清灰操作，以保证除尘系统连续工作。

工作原理：硅锰炉含尘烟气通过冷却器降温至150LC以下，含尘烟气经主风机从灰斗侧边进气管进入除尘器，一部分粉尘在灰斗中自然沉降，而细微粉尘随气流进入滤袋，粉尘被阻留在滤袋内壁表面，气体经过滤袋后排出。滤袋内壁粉尘逐渐增厚，使滤袋阻力也相应增高，当除尘器进、出口压差达到规定的上限值时（一般在1500Pa），三通切换阀开启，除尘器分室（单元）轮流停止过滤进行反吸清灰。由于气流方向的突然改变，滤袋从受正压状态变为受负压状态，此时滤袋变形被吸瘪，附积在滤袋内壁的粉尘层龟裂脱落，掉入灰斗中；而后当反吸清灰停止时，滤袋由受负压变为无压静止状态，此时灰尘自然沉降到灰斗中。这一过程称为清灰三状态。如此反复2—3次，当除尘器进、出口压差降到规定的下限值时，清灰过程自动停止，同时恢复全过滤程序，如此反复连续工作。当进入除尘器烟气温度大于150LC时，除尘系统混风阀自动开启，若温度仍然大于150LC则自动关闭主风机，开启放散阀门。当进入冷却器温度大于400LC时，除尘系统关闭，开启放散阀门。当系统发生故障,主风机两端压差大于5000Pa时，关闭主风机，开启放散阀门。