Horno de corriente continua de ferrovanadio: Equipo y parámetros técnicos

1. Descripción general de los equipos

2Composición del sistema completo de equipos

2.1 Sistema de alimentación y rectificación (unidad de alimentación central)

1. Unidad de distribución de energía de alto voltaje
   
   
   10 kV gabinete de entrada, interruptor de aislamiento, interruptor de vacío, dispositivo de compensación de filtro de potencia reactiva SVG; suprime el parpadeo de la red a sólo el 50% ~ 70% de la de los hornos CA.
2. Transformador rectificador de cambio de toque en carga
   
   
   Capacidades de corriente principal: 1800 kVA / 2500 kVA / 3200 kVA
   
   
   Lado primario: 10kV; salida AC secundaria ajustable de 90 ~ 220V con múltiples posiciones de toque
3. Rectificador de puente trifásico totalmente controlado
   
   
   Rectificador de tiristores de alta potencia con enfriamiento por agua en circuito cerrado; salida de corriente continua estable con conmutación de polaridad positiva/negativa reversible;Protección integrada contra el exceso de corriente con bloqueo múltiple, sobre tensión, alta temperatura del agua y fuga de agua.
4. Sistema conductor de red corta

• Cátodo superior: brazo transversal conductor refrigerado con agua, calzado de contacto de cobre, electrodo de cátodo de grafito único
• Anodo del fondo del horno: placa base de cobre conductora, soporte conductor refrigerado por agua, haces de acero conductor del fondo del horno
• Cables flexibles de gran sección interna refrigerados por agua con densidad de corriente ≤ 3 A/mm2 para minimizar la pérdida de conductividad

2.2 Sistema del cuerpo del horno

1. Conchas de horno
   
   
   Concha cilíndrica de placa de acero con chalecos de agua circulantes de doble capa en la sección superior y enfriamiento con agua espesa en la línea de escoria para reducir la erosión por radiación de alta temperatura;con una capacidad de transmisión superior a 300 W,.
2. Revestimiento especial refractario alcalino para la fusión de ferrovanadio

• Fondo del horno y piscina fundida: ladrillo de magnesia fundido, ladrillo de magnesia y carbono (a alta temperatura de reducción de 1800 ~ 2100 °C)
• Pared del horno de línea de escoria: ladrillo cromo-magnesia; placa de acero conductor colocada en el fondo del horno como ánodo
• Cubierta de horno tubular totalmente refrigerada por agua reservada con puerto de alimentación, conducto de gases de escape y orificio del electrodo central

3. Mecanismo de inclinación del horno
   
   
   inclinación bilateral hidráulica completa, ángulo de inclinación de 0 a 110°, velocidad de inclinación de 0,5 a 2°/min; tres modos de posicionamiento: posición horizontal de fusión, posición de inclinación de escoria y posición de inclinación de metal,con un dispositivo de bloqueo mecánico.
4. Dispositivo de elevación y rotación de la cubierta del horno
   
   
   Elevación hidráulica + estructura rotativa; la cubierta puede girar después del levantamiento para parchear el horno, limpiar la línea de escoria y reemplazar el electrodo.

2.3 Sistema de elevación de electrodos hidráulicos

1. Unidad de elevación hidráulica de una sola columna para el ajuste vertical independiente del electrodo de grafito de un solo cátodo
2. Válvula proporcional PLC de doble control de circuito cerrado (regulación de potencia constante mediante voltaje + corriente), conmutable entre los modos manual y automático
3. Golpe de electrodo: 1200~1400mm; tiempo de respuesta de elevación ≤0,3s para estabilizar el arco sumergido y evitar la rotura del arco o la fractura del electrodo

2.4 Sistema de refrigeración por agua de circulación

• Unidad de refrigeración de agua pura cerrada independiente para rectificador
• Agua de refrigeración de circulación industrial compartida para las capas de agua de los hornos, cubiertas de hornos, brazos transversales conductores, cables refrigerados por agua y zapatos de cobre
• Temperatura del agua de entrada ≤ 32°C, temperatura del agua de salida ≤ 45°C, con alarmas de bloqueo para el caudal, la presión y la temperatura

2.5 Sistema de control automático

1. Función automática de la curva de fusión (ajuste automático de la potencia para las etapas de arco, fusión, reducción, refinación y aprovechamiento)
2. Registro y acumulación en tiempo real del voltaje, corriente, potencia y consumo de energía de corriente continua
3. Protección de bloqueo y almacenamiento de alarmas de fallas para refrigeración de agua, sistema hidráulico, inclinación y elevación de electrodos
4. Almacenamiento de parámetros de proceso, exportación de curvas históricas y estadísticas de producción

2.6 Sistemas de apoyo auxiliares

1. Sistema de partición de materias primas: silos, transportadores de cinta, balanzas electrónicas de partición (precisión ± 0,5%), máquinas mezcladoras
2. Sistema de eliminación de polvo de los gases de combustión: fumo refrigerado con agua + colector de polvo de la caja de bolsas, eficiencia de eliminación de polvo ≥ 99,5%
3. Sistemas de fundición, refrigeración, trituración, cribado y reciclado de escamas

3Principales parámetros técnicos estándar por modelo de horno

3.1 Parámetros de alimentación y rectificación del núcleo

3.2 Parámetros del cuerpo del horno mecánico

3.3 Parámetros operativos de fusión (producción de FeV40)

1. Rango de temperatura

• Estadio de fusión y calentamiento: 1600~1700°C
• Estadio principal de la reacción de reducción: 1800~2100°C (reducción aluminotérmica/silicotérmica de V2O5)
• Estadio de refinación y desilionización: 1650~1850°C

2. Ciclo único de fusión térmica
   
   
   Duración total: 70 a 90 min por calor; etapa de reducción 40 a 55 min, etapa de refinación 10 a 20 min
3. Índice de consumo de energía
   
   
   Consumo total de energía de fusión: 1200 ~ 1300 kWh/t FeV40; ahorro de energía del 5% ~ 8% frente a los hornos CA
4. Control de las materias

• Control de la basicidad de la escoria: 1,3 a 1,7 (ajustado por cal)
• Contenido de V2O5 en las escorias magras de desecho ≤ 0,35%; tasa global de recuperación del vanadio 97%~98%

5. Consumo de electrodos
   
   
   Consumo de electrodos de grafito del horno de corriente continua: 0,8 ~ 1,1 kg/t de ferrovanadio; horno de CA tradicional de tres fases: 1,6 ~ 2,0 kg/t, casi una reducción del 50%

4Ventajas técnicas principales de los hornos de ferrovanadio en CC

1. Calor de arco concentrado: el arco de corriente continua de un solo electrodo irradia verticalmente hacia abajo a la piscina fundida, reduciendo la carga térmica en la línea de escoria de la pared del horno;La vida útil del revestimiento de magnesia aumentó en más del 30% con una parcheación menos frecuente del horno.
2. Rendimiento compatible con la red: corriente trifásica equilibrada sin armónicos de secuencia negativa, que requiere una compensación de potencia reactiva de menor capacidad y una mayor tasa de utilización del transformador.
3. Costo de producción más bajo: consumo de electrodos reducido a la mitad, consumo de energía por tonelada de producto reducido y menor coste de mantenimiento de los refractarios.
4. Calidad de fusión estable: agitación electromagnética uniforme en el estanque fundido para una distribución uniforme del vanadio y una pequeña fluctuación de la composición química del ferrovanadio.
5. Mejora del entorno de funcionamiento: bajo ruido bajo arco sumergido, menor desbordamiento de gases de combustión y ligera vibración del equipo.