直流、低频矿热炉和工频交流矿热炉的基本原理和规律.docx

《直流、低频矿热炉和工频交流矿热炉的基本原理和规律.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流、低频矿热炉和工频交流矿热炉的基本原理和规律.docx（14页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、直流、低频矿热炉和工频交流矿热炉的基本原理和规律目录内容提要1?下面截图是目前最好传统技术交流25500-30000kVA硅镒6517冶炼数据：1?再说直流矿热炉实验和运行状况6?下面说一下介于直流和交流工频间的“低频冶炼”8?冶炼电源规律10?无支路电流矿热炉技术（下图2）106 .矿热炉技术和工艺137 .矿热炉全产业产能过剩的挖潜13内容提要本篇重点说直流冶炼硅镒、97硅和工业硅及高硅硅镒实验数据，前面给出缅甸矿冶炼硅镒6517交流3000OkVA矿热炉的真实电耗数据，后面介绍低频冶炼常识，也简单介绍一下无支路电流矿热炉的原理和技术优势。下面截图是目前最好传统技术交流25500-3000

2、OkVA硅镒6517冶炼数据：1）缅矿30000kVA交流硅镒炉6517硅镒成品和渣化验（这都是一个企业同时期数据，为了不公开企业，截图取消了企业的名字）矿热炉基础技术研究与应用2）单天的电耗（大炉和小炉）册t岛M化皿二弗哂殂0D蜘7嬴二8芯、3矽yjeoo山的二MitB.，如O-U麻:&i/,m73曲-四二qZ火沙卧M-加二件，t研究与应用3）连续多天6517产量和电耗（3000OkVA炉子）/世&恣用心M-4-I05511-qgM，-3f工*2&6。C汴1口30勺q&斗以5.-找斗4。I皿33区四00_-QaI、，534q%。%M二另外一个时间段（基本长期稳定原料和电耗）看到这个数据的企业

3、老板，请不要去苛求你的硅镒炉和操作人员，因为你们的炉子不具备这个条件，也没有这个原料，这是缅甸矿。目前内蒙原料不动或微做调整，结合矿热炉数字化策略和特殊操作手段或消缺后，可以让你的硅镒电耗降低400度，6517渣镒3-4%,实现3600度左右甚至更低，如果原来炉子太差，降耗空间更大，如果冶炼电耗已经很低了，潜力就很少。前提是：你包底镒不要回炉造假干扰真实的冶炼电耗指标，因为好炉子很少包底渣。矿热炉冶炼三天的好就可以连续到一周，一周好就可以连续一个月，一个月好可以重复半年，半年好可以坚持一年。看看上面稳定的产量和用电，炉子指标肯定差不了，我知道他们的原料常年稳定，所以炉子也好开。拥有矿热炉数字化

4、操作的指导的操作技术，改变差炉子多数矿热炉就是1-3天，能不能实现极致，要看消缺和具体问题能不能通过操作克服缺陷，极致冶炼肯定是完美矿热炉创造的，缅矿冶炼传统交流冶炼可以实现3200度左右电耗，如果用无支路电流矿热炉，则缅矿6517电耗可以实现低于3000度。再说直流矿热炉实验和运行状况乌海1350OkVA直流是中国第二批采用四电极直流冶炼的企业。企业是自己投资金做“工业实验”，敢想敢干，前面经历很多闭门造车和改造，后来一年多探索了直流的多种冶炼产品类型，基本完全吻合我们对数字化矿热炉的分析和预期，也对我们未来硅铝分离金属铝和硅铁提供了真实的冶炼实验数据支持。实验结果：1）冶炼高纯硅（目标97

5、硅），200多吨不合格，硅含量从86%到96%不等，产品铁、铝、钙全超标，合格率为0%（同我们对采用直流冶炼高硅和工业硅预期的分析吻合，工业硅和高纯硅都不能使用直流矿热炉）因为不合格他们就没持续冶炼，这个问题和后面四川有人用直流冶炼化工渣渣铁分离不好一样原因，就是直流冶炼工业硅是保住质量电耗高的要死，低耗了产品质量就很难合格。前面我们分析过，在大型工业硅上也开始这个现象，规律核心同直流一样，但直流矿热炉把这个现象提前出现在1350OkVA左右甚至更小容量炉子上了，所以技术是有规律和趋势的。2）四电极直流1350OkVA矿热炉冶炼煤肝石成品硅62铝15单耗约7600度，炼了200吨废产品没市场转

6、产，硅铝冶炼是温度不够，加上铝矿品位太低,基本是煤肝石冶炼“16-62”铝硅铁，因为铝矿的铝含量低，加上其炉温不够，很难冶炼（Wj铝产品。分析：62硅铝折算纯硅：7600/0.62=12258度，普通45000OkVA冶炼72折算纯硅7000/0.72=9722.2度，12258-9722=2536度，这部分电量一个是冶炼铝了，一个是因为硅铝提高难度增加了部分炉膛损耗浪费掉我预期交流铝固废冶炼55硅铝电耗就是12000度,直流企业用真实的实验数据验证了科学规律预期的吻合性，这些数据是后面微信转发我的，我没有提前了解数据，但后面得到实验数据、现象和提前的理论分析都吻合，这就是科学的规律性和预期性

7、，因为凡是规律都是可预期的。再分析一下55硅铝冶炼：冶炼15-62硅铝电耗7600度，折算高纯硅是7600/0.62=12258度，好硅铁炉45000kVA冶炼72硅铁7000度，折算高纯硅,7000/0.72=9722.2度。12258-9722=2536度，假设这个增量全部是是冶炼15%的铝，2536/15=169.066度电冶炼1%硅铝，冶炼55硅铝最高电耗169X55=9295度，实际15%硅铝占了硅的光，完全冶炼高铝电耗还要增加电耗，完全冶炼55硅铝，保守说还要增加12000/9295=1.291016676倍电耗,就是30%,采用新矿热炉方式，计算能实现12000度是没有什么难度的

8、。3）前面和后面直流矿热炉企业实验冶炼硅铁有新企业冶炼高硅硅铺，目前1350OkVA直流四电极冶炼高硅硅镒，硅钢和高纯硅，工业硅都有，四川有家处理化工铭渣失败亏损严重，目前已经停产多日。4）内蒙1350OkVA的直流四电极硅镒炉冶炼高硅硅德电耗4600度，这个电耗在丰镇和乌兰察布的大硅镒内燃硅镒炉上都实现过，因为当时内蒙交流的高硅硅镒内燃设计并不完美，多数低电耗时稳不住，实际优化改造一次就可以实现4200度左右。直流高硅看到的节电是因为早期交流高硅硅镒设计错误电耗太高，误解是因为直流节电了，实际不是直流的作用，懂行人都明白这道理，但直流设备抓住这个机会大力鼓吹直流，未来交流炉改造可以验证，哪个

9、技术好是可以数据和原理说话的。目前直流矿热炉实验数据是在1350OkVA和3000OkVA直流炉，贵州直流六电极停产很久了，四电极30000炉子冶炼实际有功32000-37000kVA,直流电耗比同原料同容量的交流6517高约150度电，6517渣镒比交流同原料同容量炉子高3-5%,整个冶炼数据和我们数字化矿热炉分析的完全吻合。自然科学都是算出来的，科技都是可以预言的，从两弹一星，到飞机、导弹和火箭都是计算和设计和“算出来”的，然后制造验证，马斯克的太空探索技术公司SPaCeX和特斯拉电动车也是计算设计“算出来的”，后面两次消缺成功了，简单的粗放试验就是烧钱，想清楚再做才是科学。矿热炉没有航天

10、那么复杂，矿热炉本身就具备调节范围，所以研究细致和要素齐全一次都可以成功。想实现4200度高硅硅镒冶炼的企业，能认知技术合作，择机一次消缺可以实现交流冶炼高硅硅镒4200度电耗，任何时候都可以同原料、同容量炉子比直流低200度，改造成本约800-500万，改造投资回收期5-6个月，直流目前自己没有技术了，交流还有好几种低耗高产技术方式备用。?.下面说一下介于直流和交流工频间的“低频冶炼”低频冶炼，是介于直流和交流工频（50-60Hz,中国是50Hz）之间的电源方式，它的优点就是不要直流的底电极，也不用直流的正负偶数电极2-4-6-8电极，它完全和工频交流电一个电路连接特征，采用3-6电极方式工

11、作。从纵观的电力学上说，频率是干什么的？频率就是调电抗的，电的阻抗包括电抗加电阻，电抗又包括感抗加容抗，电抗只有交流才有（直流为0,因为电抗是频率产生的，公式网上有自己百度），自然界容抗很少，电抗就主要是感抗,所以交流频率越高，电抗越大，阻抗也越大，频率越低，电抗越小，阻抗也小,直流频率是0,电抗为0,就只有电阻了，但直流的电流增加后，电阻增加的增量，也会提高直流的电阻和阻抗。（电的阻抗实际是电抗（交流）加电阻（交流直流都存在）。低频频率是000001-49.9999Hz可调，低于IOHz的低频已经非常接近直流效果，低于IHZ基本就是直流了，低频弧热比例比直流高一些，低频这个特征,完美保留了交

12、流的电路连接方式，还具有些直流特点，可以轻易实现了常规矿热炉低频冶炼，但低频投资比较大，变频的损耗也有一部分，目前技术基本是交流变直流，然后直流再变交流，转换都有效率，不是100%,能98%效率都不错了。那么，这些不同频率的电源的功率特点是什么呢？核心就是不同频率的电源提供的弧热和阻热比例不同，直流虽然弧光长度比交流的同电压高25%,但是直流的弧热比例没有交流高，直流综合的弧热比例不如交流，所以其同功率的操作流压比大于交流，低频永远都是介于直流和工频之间的折中。有个电冶炼的基本规律，就是直流能实现的还原性冶炼电耗，交流都可以更低一些实现，只是低多少的事情，电源并不能改变能量，只是改变电源弧热和

13、阻热功率关系；比如直流3000OkVA矿热炉，二次电压160-180V,交流矿热炉有功功率实现30000-36000kW的炉子二次电压基本220-25OV了，大家看1601.25=200v,1801.25=225V,还是远低于交流的等效直流电压220和225V,所以直流在任何时候都很难超越交流矿热炉。频率越高，电源提供的弧阻热比例就越高，但电抗也越高，需要更低的流压比。实际应用中还有高频冶炼，是满足不同冶炼需要，低频、包括变频冶炼可以满足同一个矿热炉的不同冶炼产品的需要，相当于汽车离合器外又外多了一个微调离合器，实现“差速离合”，可调操阻抗范围增加，可调有功功率范围增加，就是功率因数并没有改变

14、电的能量关系，功率因数仅改变和弧阻热的反比关系，所以冶炼直流或低频把产量能增加，但质量下滑，低频使用和低补作用基本一样，只是功率因数的提升和改变方式不同罢了。当然低频冶炼是比直流科学和实用的电源，低频的频率可调的，其弧热比例和同容量的二次电压都略高于直流，四年前我在西安和低频企业交流低频时,就提出了无支路电流矿热炉的配套工艺方式，无支路电流矿热炉弥补了低频的弧热比例不足，同时提高了其操作电阻和二次电压，可以让低频冶炼更接近极致交流的冶炼电耗和冶炼回收率，但低频依然会高于同原料同容量的工频交流炉的，不过差距比直流小一点，问题就是低频电流控制难度加大，实际上冶炼没有工频好用，和大低压补偿类似的运行

15、和结果。简单说，低频冶炼就是矿热炉调功率因数的新方式，缺点是降低电源流压比和损失部分整流变频功率，其炉膛能量关系是一样的，并不能创造电能量，也不能实现节电，可以增加入炉有功改变产量。热熔和炼钢直流炉的直流炉会好一点，因为直流是高流压比高功率因数电源，所以低频和高频重熔金属和冶炼钢铁上有优势，在还原矿热炉上直流没有任何优势，做粉料的重熔，比如硅泥重熔直流也没有优势，因为粉料把冶炼难度推到了直流更不适合的方向。?.冶炼电源规律冶炼种类的冶炼温度越低，冶炼基准电耗越低，那么该种冶炼采用直流或低频冶炼越容易实现，也更接近交流的电耗，反之冶炼产品的温度越高，基准电耗越高，比如工业硅、硅铝、碳化硼（电耗20000度左右）等，越不能采用直流。（基准电耗就是指冶炼某个产品的常规较好的电耗），直流和交流矿热炉不得不说的实话（上）篇说了，7000度冶炼产品基本是直流和交流冶炼二者易操作性和指标的分水岭。用直流冶炼工业硅会电耗高的要死，97硅也一样高很多,要是电耗低了质量很难合格，实际情况直流大工业硅比33000kv炉子电耗电耗增加或产品质量恶化更严重，并且是非线性关系，工业硅是更能证明技术方向的冶炼之一。