آشنائی با کوره های قوس الکتريکی DC و مقايسه آن با کوره های AC

صفحه 1:


صفحه 2:
آشنائی با کوره های قوس الکتریکی 16 و مقایسه آن با کوره های ۸6 

صفحه 3:
ی 080) 00) EAF in the melt shop of Peine Salzgitter melting Scrap with a graphite electrode with a diameter of 800 mm. Foto: SGL Carton 

صفحه 4:
بسر فصلها 1- سیستم الکتریکی کهره های قوس ‎DC‏ 2- مبدلهای استاتیکی قدرت کوره های قوس ‎DC‏ 3- مشخصه های الکتریکی کهره های قوس ‎DC‏ 4- مقایسه مشخصه های الکتریکی کوره های قوس ۸۵6و 6 5- مقايسه كيفيت توان الکتریکی کوره های قوس ۸۵0و 1۲0 6- مقایسه مصرف انرژی و الکترود در کوره های قوس ۸0و 6 7- مقایسه جبرانسازی و اقتصادی کهره های قوس ۸۵6و 16 

صفحه 5:
مزایای کوره 120 نسبت به ۸۵0 - پایداری بهتر قوس الکتریکی در جریان 16 - کاهش مصرف الکترود - کاهش مصرف انرژی - کاهش نقاط داغ و تشعشع در دیواره - کاهش فلیکر با کنترل بهتر توان راکتیو - حرارت همگن در ذوب با هم زدن یکنواخت و شدید ذوب - کاهش هزینه سرویس و نگهداری به خاطر تعداد المانهای مکانیکی کمتر - آلودگی کمتر - عدم نیاز به (20(0) و سیستم جبران بزرگ (جبران کمتر) - لوزش و صدای کمتر 

صفحه 6:
us 

صفحه 7:


صفحه 8:
سیستم الکتریکی کوره ۸ High Voltage ‘AC Line Figure 1. Conventional ac electric arc furnace. 

صفحه 9:
BUS! BuSs2 (PCC) 220/21۷۷۰ ۷ 95۷۸ 60۷۸ 

صفحه 10:
سیستم الکتریکی کوره 1 

صفحه 11:
Fumace retiactories and cooing Graphite Electrode (ested) Feed Material Prasma Siag Gos interfaco—J as Moten Sig Poo! Molten Metal 2a! = as — ance AXISYMMETRIC 

صفحه 12:
Bottom electrode (+) Bottom electrode cooling device 

صفحه 13:


صفحه 14:
قرکیب آند در کوره های قوس »1 Graphite Electrode Bottom Electrode © Conductive Malti-Pin Single Piece Retractories Metallic Metallic Conductor Conductor 

صفحه 15:
توزیع حرارت در کوره ۸ و ‎DC‏ THREE-ELECTRODE SINGLE-ELECTRODE AC FURNACE DC FURNACE Uneven Heat Disinbution Uniform Meat Distribution From Patter in 3-Phase AC Furnace Central, Vertical Arc in OC Furnace. 

صفحه 16:
شماتیک یکسو کننده 12 پالسه HY Mv | eat 2 a ‏لطم‎ ‎05-2 ‏الت‎ ‎TU 

صفحه 17:
شماتیک یکسو کننده 24 پالسه 

صفحه 18:
استانداردهای ترانسها و یکسو کننده های کوره های 16 ‎Standards‏ The following standards govern the furnace and rectifier transformers, and their application field: IEC IEEE IEC 60076 series ۱۶۶۶ 0 1۴0 61378-1 IEEE C57.12.90 IEC 60146 IEEE C57.18 IEC 60214 

صفحه 19:
ترانس کوره های ‎DC‏ 

صفحه 20:


صفحه 21:
Power-voltage curves for DC arc furnace 200 و Power, MW 1 ۶ ۶ ۲ ۶ ۶ ۶ 600 Voltage, V 

صفحه 22:
مقایسه کوره های 96 و ۸6 - مصرف انرژی 5 تا 7 درصد کمتر - مصرف الکترود 0 درصد کمتر - جریان و قوس پایدارتر - مصرف نسوز 0 درصد کمتر - فلیکر 0 درصد کمتر - حرارت یکنواخت در مذاب - هم زدن یکنواخت در مذاب - امکان شارژ 131 بیشتر - سرویس و نگهداری کمتر - آلودگی و غبار کمتر - جبران کمتر 

صفحه 23:
160 140 120 Relative Graphite Consumption 40 60 80 400 EAF tap weight, tonnes Wac = AC EAF Wdct= Single Electrode DC EAF Wac2= Twin Electrode DC EAF: 1.3 12 11 

صفحه 24:
بررسی کیفیت توان یک کوره 10 ‎DC ARC FURNACE CASE-STUDY‏ The system considered (2) T 5 ¥ furnace power: 80 MW v other parameters: 1 2-۳ T, = 87 MVA ,21kV /0.638kV /0.638kV ¥ waveform of interest: voltage on MV busbar 

صفحه 25:
طیف هارمونیک های طرف ۸6 DC ARC FURNACE CASE-STUDY Influence of time window duration on spectral analysis (1) Time and frequency resolution for different choices of the time window length using DFT 0 13 ۱ di ‏سد‎ ‎High time resolution‏ خلا ‎High frequency resolution: 1 Hz‏ * ‎Low frequency resolution:‏ > ‎only harmonics > Awide range of interharmonics 

صفحه 26:
بر اساس استاندارد ‎TEC‏ DBC ARC FURNACE CASE-STUDY Analysis based on IEC standard IEC (Std 61000-4-7): FFT with a 10 cycles rectangular window and considering the sub-grouping procedure. “IDEAL IEC *: high resolution spectral analysis performed on Tw = 3 s. a oe ۳ = ‏د‎ ‎Ga SF : oe ۳ ۰ ‏مد‎ ما اج ormonle subgroup order treo subroueoner Harmonic (a) and interharmonic (b) subgroup amplitudes of the AC current ina DC are furnace, 

صفحه 27:
‎min)‏ 10( )۳ سه ‎——Pst (6 sec) |‏ ‎ ‎ ‎0 10 20 30 40 50 Minutes Figure 3: Flicker in 30 KV busbars of an a.c. are furnace 

صفحه 28:
FLICKER (P) a ‘tus ils 5400s Fils ‏تالا‎ Time Figure 6: Operation of DC Furmace 

صفحه 29:
Table II - Power quality global indices for the ac arc furnace. 220kV busbar 22kV busbar THD, (%} 1.83 1.83 THDI, (%} 26.52 26.52 THD, [%] 0.20 1.18 THDI, (%] 0.61 3.62 (Zero-peak flicker factor), 0.25 0.25 (Zero-peak flicker factor)y 0.01 0.04 K-factor 1.01 1.01 Ps =4.70 

صفحه 30:
Table III - Power quality global indices for the de are furnace. 220kV 22kV busbar busbar THD, [%] 19.49 19.49 THDI, [%} 14.63 14.63 THD, [(%} 3.47 22.30 THDI, [(%] 2.77 17.76 (Zero-peak flicker factor), 0.10 0.10 (Zero-peak flicker factor) y 0.12 0.87 K-factor 2.20 2.20 Pa = 102 

صفحه 31:
سیستم جبران برای کوره 1 Single-line diagram 

صفحه 32:
re kv t 200 Mat 2d ad ‏طم‎ Sth ith jon 30 Mvar 35 Mvar 30 Mvar 20Mvar 80 Mvar عمع مه 101 ‘Single-line Diagram (Arc Furnace SVC) نر إن نا ع اع ‎DC EAF‏ ممر قاع ] 10 

صفحه 33:


صفحه 34:


صفحه 35:
اثر راکتور طرف 126 روی فلیکر 200 400 200 e200 1000 Furnace Impedance 

صفحه 36:
تغییرات توان راکتیو با جبران و بدون جبران 

صفحه 37:
4x52-200 ۴ كوره قو س با دو الکترود 

صفحه 38:
Fig. 4 — The Danieli twin-electrode DC EAF at Hylsa FPD. 

صفحه 39:
Arc Power, MW Total DC Electrode current, kA 150 150 125 2 1 ١ 125 100 ۱ 100 75 75 50 50 25 25 96 40 60 30 100 120 140 16 EAF tap weight, tonnes 

صفحه 40:
مشخصات کوره قوس با دو الکترود عه مف سمي :نا ‎Bottom shell diameter 7400 mm‏ 7 25 عمجت Tap weight 135 1 Liquid heel 50 Transformer rating 208 MVA (4 = 52) Rectifier rating 18S KA (4 = 47) Max active power output 7 10-1325 Bottom anode system 2 Daniell water cooled Electrode diameter 2 meh (FOO mm) Oxygen-carban 3% 70 Nmmin max. capacity Oxygen injectors 4 >= 15 Nmvmin max. capacity roductivil esign value ‏مه‎ ‎Productwity. desig ‘ ‏ریت مد موی‎ 

صفحه 41:
مشخصات کوره قوس با دو الکترود 4 7 1010 16 40 22 26 28 21 8497 40.43 40 40 52 Wee (ma Feat — Goal) Fig. 6 — Heats per day from start up. Fig. 6 — Nomore ce coulges par Jour recilseos lore HEATSPERDAY 

صفحه 42:
9 که مشخصات کوره قوس با دو الکترود ‎a7 47‏ 33 29 25 21 17 13 و هم 1 ‎ ‎0۷۵ 

صفحه 43:
مشخصات کوره قوس با دو الکترود 49 45 41 37 33 29 26 21 17 13 8 5 و ‎Week‏ ی Fig. 9 ~ Percentage of DRI per heat from start up. Fig. 9 — Evoluton de ‏ها‎ proportion de OR! dans la charge su cours do ls phase de demarraga, 

صفحه 44:
> Advantage Of D.C. Arc Furnace Over A.C. Arc Furnace مزایای کوره های قوس 126 نسبت به ۸6 DC mode of operation ensures high arc stability, eliminates inrush currents and disturbances in Power System. > Reduces electrode consumption by 60%. Lower energy consumption by 5 - 7%. Absence of Hot Spots and Lower refractory consumption by 20%. DC flicker is 20% of AC flickers as current control reduces fluctuation of reactive power, Can also work on weak lines. Homogeneous temperature & composition due to intense stirring in molten metal. > Ability to melt high percentage of DRI in the charge. Fewer mechanical components with less wear & tear reduce maintenance costs to only 40%. Environment friendly system with lower dust load by 80% & hence lower cost of pollution control equipment > UNIARC does not require Static VA Compensators for operation. 

صفحه 45:
محاسبه اقتصادی کوره 6 و ‎AC‏ ESTIMATED COMPARATIVE CAPITAL COSTS FOR A 100-TON FURNACE TO PRODUCE 700,000 TONS/YR: ac pc Smillion Smitlion 95 ‏كه‎ not neeced 28 (65 MVAR) 1.0 (30 MvAR) 10.5 529800 Payback on the adcimonal fess than iwwestment sx months 

صفحه 46:
روندبه‌بود بهره وری کوره های قوس الکتریکی ‘oxygen steelmaking procs —m Energy Consumption —®Tap-to-Tap Time “te Electrode Consumption | 70} | shat tunace > 290 ۷۲ 180 min 1,2 ‏الو‎ ‎40 min 1965 1970 1875 1980 1985 0 1990 1985 2000-2005 Year kWhit Steel 

صفحه 47:
اطلاعات چند کوره 100 در حال كار DATA FOR OPERATING SINGLE-ELECTRODE DC FURNACES us. Japan Nucor 20702 5:90 TOPY Tokyo Stee! Dariingion Tampa Toyohashi. Kyushu Jan 85 March 66 Jan 88 ‘Sept 69 38m 3am 457m 7.0m 32 32 20 130 30-35t 30-35t 30-381 120-1301 ‎138KV 224 22۷‏ ور ‎11MW 1SMW 2x 30 MW‏ 115۷ ‎kA 40kA 42kA 100-120۸‏ 37 "28 18 "18 ”16 ‎hydraulic hydraulic hycrauic hydraulic‏ ‎wtrcooled — wir-cooled wtr-cooled wtr-cooled‏ ‎wtrcooled wtrcocled —wfr-coaied -wir-cooled‏ ‎air-cooled air-cooled air-cooled air-cooled‏ ‎Conversion Conversion Conversion New‏ ‎Sarup ‎Shell diameter ‎Rated capacity Tapping weights Transformer primary voltage ‎Max melting power Max electrode current Electrode diameter Electrode requiating system ‎Root ‎Sidewall ‎Bottom electrode Conversion/New installation ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 48:
لت ل ‎FY Be‏ 107 قوس 

صفحه 49:
Load and Supply Characteristics ¢ DC Arc Furnace * Contract demand of 100 MW ¢ 345 kV PCC, 7811 MVA SC ۰ 5۷0 08 34.5 16۷ ‏كنا‎ ‎- 2nd, 3rd, 5th, 7th, 12th (HP) filters 

صفحه 50:
Load Current Statistics 

صفحه 51:
Load Current Waveforms j= | = = 8 ‏سم‎ ©. (04/02/98 01:06:34.0 PM [BMI Meter Light bod 

صفحه 52:
Arc Furnace Generated Waveform Distortion ° Difficult to classify and separate phenomena - Attributes of both transient and steady state phenomena - Waveform distortion characteristics change rapidly - Observed interharmonic levels may be due to actual interharmonic injection, a side effect due to the changing load, or both ¢ Use appropriate analysis method based on expected impact to system - Harmonic, Interharmonic, Transient, Flicker, ۱9 ‏تاكتك‎ 

صفحه 53:
Interharmonic Impacts ¢ Makes filter design more difficult ° Adverse impact on control systems * Can excite low frequency oscillations in mechanical systems ¢ Communications interference * Light flicker 

صفحه 54:
12 Cycle Snapshot ۷ 000 باس 10:08 0۰ 04/26/98 01: 35 ۳۹ 00 ‘AM 

صفحه 55:
0 Pr ِ é 8 é 

صفحه 56:
أده | 19 

صفحه 57:
More Current Results 

صفحه 58:


صفحه 59:
More Voltage Data IEC Voltage Interharmonic THD (B and C Only) ۵ اس خ 9 ‎aN‏ 281 087 .063 48279 12644 ودره 2.29 :45755 35618 93133 

صفحه 60:
More Voltage Data Voltage Interharmonic HOO-HOL (B and C Only) 0.089 577014 487784 0776 0066: سدووو۱ 

صفحه 61:
Conclusions * IEC measurement methods are relatively easy to apply - similar level of effort as for harmonic measurements * Measured levels are low - Difficult to measure accurately (A/D resolution) - Statistical techniques required (many samples) * Low levels can cause observable impacts ¢ More work on relating impacts to measured levels required 

صفحه 62: