王 旭，王雙捷，付 超，喬景忠，王 雯，譚鳳梅，宮偉祥，于博洋，高 明，白禹韜，武玉平

（內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古包頭 014032）

內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)有限公司第十分公司是集團(tuán)旗下的軍民融合型專業(yè)化鑄造公司，公司現(xiàn)有的一臺(tái)3 t 電弧爐是上世紀(jì)八十年代中期進(jìn)行更新改造的，一直承擔(dān)著公司軍品、鐵路車輛等軍民品鑄件的鋼水冶煉。該電弧爐爐齡長(zhǎng)、超期服役、老化嚴(yán)重，且存在著電能消耗大、生產(chǎn)效率低等一系列問(wèn)題。而該爐型的電弧爐專業(yè)制造廠家早已淘汰，無(wú)相應(yīng)的備件更換，因此無(wú)法對(duì)該爐型的電弧爐進(jìn)行實(shí)質(zhì)性升級(jí)改造。而在當(dāng)下未進(jìn)行新型號(hào)電弧爐更新改造和技術(shù)升級(jí)的情況下，結(jié)合公司挖潛節(jié)約和精益生產(chǎn)背景下，組織相關(guān)設(shè)備保障和技術(shù)人員在技術(shù)論證的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的3 t 電弧爐局部進(jìn)行了有針對(duì)性和適度的改進(jìn)和改造，擴(kuò)大爐膛的容積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了爐膛的擴(kuò)容和爐料的擴(kuò)裝，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低其鋼水冶煉單耗，發(fā)揮電弧爐冶煉鋼水純凈度高和對(duì)爐料要求寬泛的工藝優(yōu)勢(shì)，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗和增產(chǎn)增效目的。

1 3 t 電弧爐擴(kuò)容與節(jié)能降耗改造方案

隨著中頻爐快速熔煉技術(shù)的不斷發(fā)展, 以及爐體、熔煉鋼水噸位的不斷增大的趨勢(shì)，電弧爐冶煉鋼水面臨著巨大的挑戰(zhàn), 尤其是鋼水噸位較小的電弧爐更是如此。但電弧爐冶煉鋼水對(duì)爐料的要求寬泛，可以冶煉一些輕薄料和雜亂料，同時(shí)也容易調(diào)整鋼水的化學(xué)成分，特別在特種鋼微合金化和鋼水質(zhì)量控制方面電弧爐具有中頻爐無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)，因而對(duì)高品質(zhì)鑄件和高端裝備鑄件而言，電弧爐冶煉仍然是首選工藝。

1.1 電弧爐容量與生產(chǎn)效率的關(guān)系

電弧爐的生產(chǎn)效率隨著額定容量的增加而增加，特別是大容量的電弧爐生產(chǎn)效率更加凸顯，以下是不同容量的電弧爐生產(chǎn)效率的對(duì)照情況。

從表1 中可以看出一個(gè)容量為320 t 的電弧爐生產(chǎn)效率比1.5 t 的電弧爐生產(chǎn)效率高出100多倍。因此，電弧爐在負(fù)荷允許的情況下，擴(kuò)容是降低能源消耗、提高生產(chǎn)效率的重要途徑。

表1 不同容量的電弧爐生產(chǎn)效率對(duì)照表

1.2 3 t 電弧爐爐體的改造實(shí)施方案

公司現(xiàn)有的3 t 電弧爐其額定容量為3 t，通過(guò)對(duì)此電弧爐爐體、爐殼的局部改造增加了爐膛的容積，在原額定容量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)爐膛的擴(kuò)容和爐料的擴(kuò)裝，并通過(guò)加長(zhǎng)出鋼槽、增大出鋼槽傾角措施解決由于出鋼口提高所帶來(lái)的問(wèn)題，發(fā)揮電弧爐冶煉的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具體方案如下。

基于3 t 電弧爐爐殼與翻爐平臺(tái)連接處的結(jié)構(gòu)限制無(wú)法進(jìn)行改進(jìn)，以及爐殼與周圍相關(guān)機(jī)構(gòu)和設(shè)施的干涉，故選擇了在原有爐殼的基礎(chǔ)上將出鋼口垂直方向上移65 mm 的方案，如圖1 所示。

圖1 增大爐殼容積的方案

經(jīng)對(duì)爐殼的測(cè)繪，得出了鋼水液面到爐殼上沿的距離H 為980mm、砌筑后的爐膛內(nèi)徑D 為2232mm（爐襯厚350mm）、爐底到鋼水液面的距離K 為530mm。

鋼水的密度為7850 kg/m3,擴(kuò)容后增加的凈容量Z=（2232/1000/2）2×3.14×0.065×7850≈2（t）。3 t 電弧爐擴(kuò)容后，爐料容量從3 t 增加到了5 t。

因3 t 電弧爐出鋼口的提高，翻轉(zhuǎn)電弧爐時(shí)鋼水傾倒的揚(yáng)程便會(huì)增大，造成吊運(yùn)鋼水包的吊車鋼絲繩與電弧爐三項(xiàng)電極相互碰撞，電爐內(nèi)則會(huì)有一部分鋼水傾倒剩余，故采取加長(zhǎng)出鋼槽的長(zhǎng)度，增加出鋼槽傾角的方法解決了此問(wèn)題，如圖2 所示。

圖2 增加出鋼槽傾角的示意圖

2 節(jié)能降耗改造技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果

經(jīng)生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)際考核，對(duì)現(xiàn)有的老齡3 t 電弧爐有針對(duì)性的適度的局部改造,改進(jìn)方案合理，能夠滿足公司實(shí)際生產(chǎn)要求，解決了冶煉鋼水噸位小、單耗高的問(wèn)題，明顯地提高了鋼水冶煉效率，降低了鋼水單耗，為老齡3 t 電弧爐冶煉鋼水節(jié)能降耗、增產(chǎn)增效提供了技術(shù)保障。

通過(guò)對(duì)公司的3 t 老齡電弧爐局部改造，實(shí)現(xiàn)了功能再造和潛能釋放，是目前在新型號(hào)電弧爐尚未進(jìn)行更新的情況下，滿足冶煉特種鋼最有效的途徑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗、節(jié)約維修費(fèi)用和增產(chǎn)增效的目的，并帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益，也為行業(yè)電弧爐擴(kuò)容改造提供了技術(shù)借鑒。