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电渣炉冶炼控制方式对比研究

王郁葱， 孟庆虎， 牛瑞新

（山西太钢不锈钢股份有限公司型材厂， 山西 太原 030003）

摘 要：介绍了电渣炉冶炼的两种控制方式，即功率控制和熔速控制。 对此两种冶炼控制方式进行了对比研究。通过工艺稳定性试验，对其优缺点进行分析，并确定最优的电渣炉冶炼方式。

关 键 词：电渣冶金；熔速控制；功率控制

目前电渣炉普遍应用的控制方式为功率控制，此种控制方式反应快速、易操作，但对设备稳定性要求较高， 如果设备连接部位有变化或渣料性质发生变化造成短网电阻改变，则需要立即修改工艺，主要依靠熟练的操作经验。 由国外引进的电渣炉设备普遍采用熔速控制， 此种控制方式主要通过熔速变化来调控输入功率，对短网回路电阻变化要求较松，工艺重复性强，对操控经验依赖性小。

1功率控制

功率控制主要用于国产简易电渣炉， 目前在国内尚占有绝对比例。 此种炉型主要根据对熔池的不断测定， 确定各阶段的输入电流、 电压， 并且每隔3~5 个月就需要对设定的工艺进行校准， 因为设备状况的一点微小变化就会引起回路电阻的变化，而此时，输入电流、电压就不能准确按设定值输入熔池及渣池。 此时理论上的数据随着设备状况的不同会有较大变化。

功率控制炉型变压器的输出功率分为两部分，一部分进入熔池及渣池，成为有效功率，另一部分消耗在其他回路电阻上， 而在设定时仅能设定输入的总功率，无法对有效功率进行实时控制，从而造成此种控制方式难以准确进行功率输入。

2熔速控制

熔速控制多出现于国外进口电渣炉，目前，国内东北大学设计制造的电渣炉也有功率控制功能。 熔速控制主要以“ 熔速—渣阻” 和“ 熔速—摆动” 两种方式控制，但是原理相同。 在此种方式控制下，只需要设定好熔速、摆动或渣阻，其余全靠程序自动运行，操作工人只需监控冶炼情况是否按照程序设定运行即可。短网回路有稍许异常，对钢锭质量影响较小。

熔速控制依靠实际熔速与设定熔速的偏差随时调整输入功率。在熔速设定的情况下，能够及时准确地调整电流、电压，保证输入有效功率稳定。就工艺稳定性，我们做过多次试验，发现功率控制与熔速控制有着较明显的区别。对比后发现，熔速控制工艺重复性好，若工艺制定没问题，所生产出的钢锭质量稳定。所以，我们认为熔速控制方式将会是电渣炉设备未来的发展方向。

3工艺稳定性比较试验

为了对比两种控制方式的优缺点， 特做如表 1所示的对比试验。

结晶器平均直径为 725 mm，以熔炼阶段冶炼3 000 kg（ 熔炼质量） 为参照。 为了模拟短网回路变化，在电极卡头处垫厚度不同的导电铜网，以导电性的不同，改变短网回路电阻。

功率控制下冶炼汇总结果如表 2； 熔速控制下冶炼汇总结果见下页表 3。

从上页表 2 可以看出，功率控制方式下，随着设备的长时间使用，短网电阻发生变化，会直接影响钢锭的冶炼质量，并造成炉与炉之间钢锭质量的波动，同时冶炼时间也会有所变化。有文献研究［1］，渣皮越厚，越不利于钢锭表面质量的改善。 所以，在短网回路电阻发生波动的情况下，会造成压降不同，进而影响电流值，造成输入有效功率波动明显。 所以，在此种控制方式下对操作工人经验及技能的要求较高，一个操作工至少需要 3~5 a 才能具备熟练的技能。

从表 3 情况来看， 短网电阻发生变化会造成压降变化，3 号、4 号试验压降相差 3~4 V，但是此种压降会在熔速控制下以提高输入电压来补偿， 两组试验结果变化较小，冶炼时间、渣皮厚度及钢锭表面质量几乎无差别。 所以，此种控制方式较为稳定，工艺重复性好，对操作工人经验要求较低。一般遇到质量波动问题，应从工艺制度上找原因。

4结语

通过工艺稳定性对比试验和实际使用情况发现，熔速控制冶炼能快速、有效调节冶炼过程，即便在短网回路状况出现波动时也能保证冶炼质量。从邓鑫［2］等人的研究中也得知，熔速控制冶炼可以降低碳化物析出，对钢锭可以达到精确补缩。 所以，我们认为熔速控制方式有操作容易和工艺稳定性好等特点，必将会是电渣炉设备未来的发展方向。

参 考 文 献

［1］   尧军平.电渣重熔锭 ANF-6 熔渣渣皮形成的分析［ J］ .特殊钢，2004，125（ 2） ：12-19.

［2］   邓鑫.电渣炉熔速控制技术的开发与应用［ J］ .东北大学学报，2011，132（ 1） ：6-10.