Ferrovanadium Gleichstromöfen: Ausrüstung und technische Parameter

1Übersicht über die Ausrüstung

2Komplettes System der Ausrüstung

2.1 Stromversorgungs- und Berichtigungssystem (Kernstromgerät)

1. Hochspannungs-Stromverteilungseinheit
   
   
   10 kV Eintrittsschrank, Isolationsschalter, Vakuumschalter, SVG-Reaktivstromfilter-Kompensationsvorrichtung; unterdrückt das Netzflimmern nur bis zu 50% bis 70% des von Wechselstromöfen.
2. Aufladungsschalter-Rektifikator
   
   
   Hauptstromkapazitäten: 1800kVA / 2500kVA / 3200kVA
   
   
   Primärseite: 10 kV; sekundärer Wechselstrom-Ausgang von 90 ~ 220 V mit mehreren Steckpositionen
3. Dreiphasige, vollständig gesteuerte Brückenrichtigung
   
   
   Hochleistungs-Tyristorrichter mit geschlossener Wasserkühlung; stabiler Gleichstrom mit reversiblem Positiv-Negativ-Polaritätswechsel;integrierter Mehrfachverriegelungsschutz gegen Überstrom, Überspannung, hohe Wassertemperatur und Wasserleckage.
4. Kurznetzleitungssystem

• Oberste Kathode: wassergekühlter leitfähiger Querschnitt, Kupferkontaktschuh, einzelne Graphit-Kathodelektrode
• Anode am Boden des Ofen: Kupferleitende Unterplatte, wassergekühlte Leitungsstütze, Ofenbodenleitstahlbundeln
• Flexible Kabel mit Wasserkühlung mit großem Querschnitt und Stromdichte ≤ 3 A/mm2 zur Minimierung des Leitverlustes

2.2 System der Ofenkörper

1. Herdschalen
   
   
   Zylindrische Stahlplattenhülle mit zweischichtigen zirkulierenden Wasserschirmen im oberen Abschnitt und verdickter Wasserkühlung an der Schlacke, um die Erosion durch hochtemperaturbedingte Strahlung zu reduzieren;mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W.
2. Spezielle alkalische feuerfeste Beschichtung für die Ferrovanadiumschmelze

• Ofenboden und Schmelzbecken: geschmolzener Magnesieziegel, Magnesie-Kohlenstoffziegel (unter hoher Reduktionstemperatur von 1800~2100°C)
• Schlacklinie-Ofenwand: Chrom-Magnesie-Ziegel; leitfähige Stahlplatte, die als Anode auf den Ofenboden gelegt wird
• Rohrförmiges vollwassergekühltes Ofendeckel mit Speiseanschluss, Rauchgaskanal und zentralem Elektrodenloch

3. Mechanismus zur Neigung des Ofen
   
   
   Voll hydraulische bilaterale Neigung, Neigung Winkel 0~110°, Neigung Geschwindigkeit 0,5~2°/min; drei Positionierungsarten: schmelzende horizontale Position, Schlacke-Tap-Position und Metall-Tap-Position,mit mechanischem Verriegelungsgerät.
4. Gerät zum Heben und Drehen der Ofenhülle
   
   
   Hydraulisches Heben + Drehkonstruktion; die Abdeckung kann nach dem Heben für das Patchen des Ofens, die Reinigung der Schlackenleitung und den Ersatz der Elektrode abgedreht werden.

2.3 Hydraulisches Elektrodenhebewerk

1. Ein-Säulen-Hydraulikhebeeinheit für die unabhängige vertikale Einstellung einer Ein-Kathoden-Graphitelektrode
2. PLC-Proportionsventil mit doppelter geschlossener Schleibe (Konstante Leistungsregelung über Spannung + Strom), wechselbar zwischen manuellem und automatischem Modus
3. Elektrodenschlag: 1200~1400mm; Aufhebe-Reaktionszeit ≤0,3 s zur Stabilisierung des untergetauchten Bogens und zur Vermeidung von Bogenbruch oder Elektrodenbruch

2.4 Kreislaufwasserkühlsystem

• Unabhängige geschlossene Reinwasserkühlungseinheit für den Geradliner
• gemeinsame industrielle Umlaufkühlwasser für Ofenhülle, Wasserwäsche, Ofenhülle, leitfähige Querschnittsarme, wassergekühlte Kabel und Kupferschuhe
• Einlasswassertemperatur ≤ 32°C, Auslasswassertemperatur ≤ 45°C mit Verriegelungsmeldern für Durchfluss, Druck und Temperatur

2.5 Automatisches Steuerungssystem

1. Automatischer Schmelzkursbetrieb (Automatische Leistungsausrichtung für den Bogen, das Schmelzen, die Reduktion, die Raffination und das Tapping)
2. Echtzeit-Aufzeichnung und Akkumulation von Gleichspannung, Gleichstrom, Leistung und Stromverbrauch
3. Schließschutz und Fehlerwarnlager für Wasserkühlung, Hydraulik, Neigung und Elektrodenheben
4. Speicherung von Prozessparametern, Export historischer Kurven und Ausgangsstatistiken

2.6 Hilfsstützsysteme

1. Rohstoff-Sortierungssystem: Silos, Bandförderer, elektronische Batchwaage (Genauigkeit ±0,5%), Mischmaschinen
2. Rauchgasstaubentfernungssystem: wassergekühlter Rauch + Staubsauger, Staubentfernungseffizienz ≥ 99,5%
3. Systeme für das Gießen, Kühlen, Zerkleinern, Screening und Schlackenrecycling

3. Hauptsächliche technische Standardparameter nach Ofenmodell

3.1 Kernstromversorgungs- und Berichtigungsparameter

3.2 Parameter des mechanischen Ofenkörpers

3.3 Betriebsgeschmelzparameter (FeV40-Produktion)

1. Temperaturbereich

• Schmelz- und Heizstadium: 1600~1700°C
• Hauptreduktionsreaktionsstadium: 1800~2100°C (aluminothermische/silikothermische Reduktion von V2O5)
• Raffinations- und Desilkonierungsstadium: 1650°C bis 1850°C

2. Einzelner Schmelzzyklus
   
   
   Gesamtdauer: 70 bis 90 Minuten pro Hitze; Reduktionsstadium 40 bis 55 Minuten, Raffinationsstadium 10 bis 20 Minuten
3. Stromverbrauchsindex
   
   
   Gesamtverbrauch an Schmelzkraft: 1200~1300 kWh/t FeV40; 5%~8% Energieeinsparung gegenüber Wechselstromöfen
4. Materialkontrolle

• Regulierung der Schlagbasizität: 1,3 bis 1,7 (mit Kalk angepasst)
• V2O5-Gehalt an Magenschlacke ≤ 0,35%; Gesamtverwertung von Vanadium 97%~98%

5. Elektrodenverbrauch
   
   
   Graphitelektrodenverbrauch des Gleichstromöfen: 0,8 bis 1,1 kg/t Ferrovanadium; herkömmlicher dreiphasiger Wechselstromöfen: 1,6 bis 2,0 kg/t, fast 50%ige Verringerung

4Kerntechnische Vorteile von Gleichstrom-Ferrovanadiumöfen

1. Konzentrierte Bogenwärme: Einelektroden-Gleichstrombogen strahlt senkrecht nach unten in den geschmolzenen Becken, wodurch die thermische Belastung der Schlackenleitung an der Ofenwand verringert wird.Die Lebensdauer der Magnesiumschicht erhöht sich um mehr als 30% durch weniger häufiges Patchen im Ofen.
2. Netzfreundliche Leistung: Ausgeglichener Dreiphasenstrom ohne negative Sequenzharmoniken, der eine geringere Kapazitätsreaktionsleistungskompensation und eine höhere Transformatornutzungsrate erfordert.
3. Niedrigere Produktionskosten: Halbierter Elektrodenverbrauch, geringerer Stromverbrauch pro Tonne Produkt und geringere Wartungskosten für Feuerfestkörper.
4. Stabile Schmelzgehalt: Einheitliche elektromagnetische Rührung im geschmolzenen Becken für eine gleichmäßige Verteilung von Vanadium und geringe Schwankungen der chemischen Zusammensetzung von Ferrovanadium.
5. Verbesserte Betriebsumgebung: geringer Lärm bei Untertauchen, weniger Rauchgasüberflutung und leichte Vibrationen der Anlagen.