Lò nung Ferrovanadium DC: Thông số thiết bị và kỹ thuật

1. Tổng quan về thiết bị

2. Thành phần hệ thống thiết bị hoàn chỉnh

2.1 Hệ thống cấp nguồn và chỉnh lưu (Bộ nguồn lõi)

1. Đơn vị phân phối điện cao thế
   
   
   Tủ đầu vào 10kV, dao cách ly, máy cắt chân không, thiết bị bù lọc công suất phản kháng SVG; ngăn chặn hiện tượng nhấp nháy lưới điện chỉ bằng 50%~70% so với lò nung xoay chiều.
2. Máy biến áp chỉnh lưu thay đổi vòi khi tải
   
   
   Công suất chính: 1800kVA / 2500kVA / 3200kVA
   
   
   Phía sơ cấp: 10kV; đầu ra AC thứ cấp có thể điều chỉnh từ 90 ~ 220V với nhiều vị trí nhấn
3. Bộ chỉnh lưu cầu điều khiển hoàn toàn ba pha
   
   
   Bộ chỉnh lưu thyristor công suất cao làm mát bằng nước mạch kín; tạo ra dòng điện một chiều ổn định với khả năng chuyển đổi phân cực dương/âm thuận nghịch; tích hợp bảo vệ đa khóa liên động chống quá dòng, quá áp, nhiệt độ nước cao và rò rỉ nước.
4. Hệ thống dẫn điện mạng ngắn

• Cực âm trên: cánh tay dẫn điện làm mát bằng nước, đế tiếp xúc bằng đồng, điện cực cực âm than chì đơn
• Cực dương đáy lò: tấm đế dẫn điện bằng đồng, giá đỡ dẫn điện làm mát bằng nước, bó thép dẫn điện đáy lò
• Cáp linh hoạt làm mát bằng nước bên trong có tiết diện lớn với mật độ dòng điện ≤3A/mm2 để giảm thiểu tổn thất dẫn điện

2.2 Hệ thống thân lò

1. Vỏ lò
   
   
   Vỏ thép tấm hình trụ có vỏ nước tuần hoàn hai lớp ở phần trên và làm mát bằng nước dày ở tuyến xỉ nhằm giảm xói mòn do bức xạ nhiệt độ cao; được trang bị cảm biến đo nhiệt độ và phát hiện rò rỉ nước.
2. Lớp lót chịu lửa kiềm đặc biệt cho quá trình luyện Ferrovanadium

• Đáy lò và bể nóng chảy: gạch magiê nung chảy, gạch magiê-cacbon (chịu được nhiệt độ giảm cao 1800 ~ 2100oC)
• Tường lò xỉ: gạch crôm-magiê; tấm thép dẫn điện đặt dưới đáy lò làm cực dương
• Vỏ lò làm mát hoàn toàn bằng hình ống dành riêng cho cổng cấp liệu, ống dẫn khí thải và lỗ điện cực trung tâm

3. Cơ chế nghiêng lò
   
   
   Nghiêng hai bên hoàn toàn bằng thủy lực, góc nghiêng 0 ~ 110°, tốc độ nghiêng 0,5 ~ 2°/phút; ba chế độ định vị: vị trí luyện kim nằm ngang, vị trí khai thác xỉ và vị trí khai thác kim loại, với thiết bị khóa cơ.
4. Thiết bị nâng và xoay nắp lò
   
   
   Nâng thủy lực + kết cấu quay; nắp có thể xoay đi sau khi nâng lên để vá lò, làm sạch đường xỉ và thay thế điện cực.

2.3 Hệ thống nâng điện cực thủy lực

1. Bộ nâng thủy lực một cột để điều chỉnh theo chiều dọc độc lập của điện cực than chì cathode đơn
2. Điều khiển vòng kín kép van tỷ lệ PLC (điều chỉnh công suất không đổi thông qua điện áp + dòng điện), có thể chuyển đổi giữa chế độ thủ công và tự động
3. Hành trình điện cực: 1200~1400mm; thời gian đáp ứng nâng 0,3 giây để ổn định hồ quang chìm và tránh đứt hồ quang hoặc gãy điện cực

2.4 Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn

• Bộ làm mát nước tinh khiết khép kín độc lập cho bộ chỉnh lưu
• Nước làm mát tuần hoàn công nghiệp dùng chung cho áo nước vỏ lò, vỏ lò, cánh tay dẫn điện, cáp làm mát bằng nước và guốc đồng
• Nhiệt độ nước đầu vào ≤32oC, nhiệt độ nước đầu ra ≤45oC, có báo động khóa liên động về tốc độ dòng chảy, áp suất và nhiệt độ

2.5 Hệ thống điều khiển tự động

1. Vận hành đường cong nấu chảy tự động (tự động điều chỉnh công suất cho các giai đoạn đánh hồ quang, nấu chảy, khử, tinh chế và khai thác)
2. Ghi và tích lũy thời gian thực điện áp DC, dòng điện, công suất và mức tiêu thụ điện
3. Bảo vệ khóa liên động và lưu trữ cảnh báo lỗi để làm mát bằng nước, hệ thống thủy lực, nghiêng và nâng điện cực
4. Lưu trữ các tham số quy trình, xuất các đường cong lịch sử và thống kê đầu ra

2.6 Hệ thống hỗ trợ phụ trợ

1. Hệ thống trộn nguyên liệu: silo, băng tải, cân trộn điện tử (độ chính xác ±0,5%), máy trộn
2. Hệ thống loại bỏ bụi khí thải: ống khói làm mát bằng nước + máy hút bụi baghouse, hiệu suất loại bỏ bụi ≥99,5%
3. Hệ thống đúc, làm mát, nghiền, sàng lọc và tái chế xỉ

3. Các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn chính theo mẫu lò

3.1 Các thông số chỉnh lưu và cung cấp điện lõi

3.2 Thông số thân lò cơ khí

3.3 Thông số vận hành luyện kim (Sản xuất FeV40)

1. Phạm vi nhiệt độ

• Giai đoạn nóng chảy và gia nhiệt: 1600 ~ 1700oC
• Giai đoạn phản ứng khử chính: 1800~2100oC (Khử nhiệt nhôm/Silic nhiệt của V₂O₅)
• Giai đoạn tinh chế và khử muối: 1650 ~ 1850oC

2. Chu trình luyện nhiệt đơn
   
   
   Tổng thời lượng: 70~90 phút mỗi lần nhiệt; giai đoạn giảm 40~55 phút, giai đoạn tinh chế 10~20 phút
3. Chỉ số tiêu thụ điện năng
   
   
   Tiêu thụ điện năng luyện kim toàn diện: 1200~1300 kWh/t FeV40; Tiết kiệm điện 5%~8% so với lò nung AC
4. Kiểm soát vật liệu

• Kiểm soát độ bazơ của xỉ: 1,3 ~ 1,7 (điều chỉnh bằng vôi)
• Hàm lượng V₂O₅ trong xỉ thải ≤0,35%; tỷ lệ thu hồi vanadi tổng thể 97% ~ 98%

5. Tiêu thụ điện cực
   
   
   Tiêu thụ điện cực than chì của lò DC: 0,8 ~ 1,1kg/t ferrovanadi; Lò nung xoay chiều ba pha truyền thống: 1,6~2,0kg/t, giảm gần 50%

4. Ưu điểm kỹ thuật cốt lõi của lò DC Ferrovanadium

1. Nhiệt hồ quang tập trung: Hồ quang DC một điện cực tỏa thẳng đứng xuống bể nóng chảy, giảm tải nhiệt trên đường xỉ thành lò; tuổi thọ của lớp lót magie tăng hơn 30% với việc vá lò ít thường xuyên hơn.
2. Hiệu suất thân thiện với lưới điện: Dòng điện ba pha cân bằng không có sóng hài thứ tự âm, yêu cầu bù công suất phản kháng công suất nhỏ hơn và tốc độ sử dụng máy biến áp cao hơn.
3. Chi phí sản xuất thấp hơn: Tiêu thụ điện cực giảm một nửa, giảm mức tiêu thụ điện năng trên mỗi tấn sản phẩm và giảm chi phí bảo trì vật liệu chịu lửa.
4. Chất lượng nấu chảy ổn định: Khuấy điện từ đồng đều trong bể nóng chảy để phân phối vanadi đều và biến động nhỏ trong thành phần hóa học ferrovanadi.
5. Môi trường vận hành được cải thiện: Độ ồn thấp dưới hồ quang chìm, ít tràn khí thải và độ rung thiết bị nhẹ.