电气技术在铁合金冶炼行业中的应用
电气技术在铁合金冶炼行业中的应用
明若琰 山西西山热电有限责任公司 山西太原 030022
【文章摘要】以山西恒通铁合金冶炼项目为
例。 铁合金铁主要用于钢铁冶炼。 该项目可以实现煤炭 - 发电 - 冶炼 -
不锈钢产业链， 资源优势的最大化。现探讨铁合金冶炼项目的电气部分
（供配电、 电气控制） ， 具有一定的实际应用意义。
【关键词】
铁合金 ； 产业链 ； 资源 ； 电气0 引言
目前， 我国钢铁工业正处于加快产业结构调整、 优化、 升级的重要阶段， 将由
钢铁大国向钢铁强国转变。 铁合金产品在数量及品种上将拥有较大的市场需求。
铁合金市场主要是面向钢铁企业、机械制造业， 根据国家总体规划， 从现在
到本世纪的 2020 年， 国内钢材的消费量将保持一定增长水平。 美国、 德国、 日本、
英国、 法国和俄罗斯等国家在完成工业化过程中钢材消费峰值的人均钢产量大于
500 公斤， 按我国有 13 亿人口计， 一年钢材的消费量就是 6.5 亿吨。 生产 6.5 亿吨
钢， 消耗铁合金在 1950 万吨以上， 以上可以看出铁合金产品具有一个非常广阔的
市场需求空间。自 1998 年以来， 国家针对铁合金行
业低水平、 盲目重复建设和产能过剩、 污染严重的状况， 采取了一系列占地不予审
批、 工商不予注册、 环保不达标不予开工生产、 实行差别电价、 降低和取消铁合金
出口退税、 出口征收关税、 取消加工贸易以及铁合金准入等多项措施进行整治， 力
度越来越大。 国家发改委、 财政部、 国土资源部， 商务部、 国家环保总局联合下发
了 《关于推进铁合金行业结构调整的通知》 。 文件中明确淘汰落后产能电炉， 进
一步提高产业集中度， 环境污染治理达标率要达到 100%。 按市场化原则， 鼓励有
实力的大型企业， 以资产、 资源、 品牌和市场为纽带实行跨地区、 跨行业的兼并重
组， 促进铁合金产业集中化、 大型化、 基地化发展。
根据太原市委九届十一次全会精神和 《太原市国民经济和社会发展第十二个
五年规划纲要》 确定的指导思想和目标任务， 西山煤电集团公司、 山西恒通能源有
限公司将围绕 “三个一流、 一个基础、 四大支撑” ， 以推进工业新型化和西山地区
转型发展综合治理为契机， 为不锈钢产业电气技术在铁合金冶炼
行业中的应用明若琰 山西西山热电有限责任公司 山西太原 030022链提供增值配套为立足点， 构建煤—电—
冶产业链， 实施 “产业升级与产能置换”项目。
对此， 本文以山西恒通铁合金冶炼项目为例， 该项目积极响应党和政府的引
导， 拓宽发展思路， 依托西山煤电基地、山西恒通能源公司和太钢不锈钢基地， 共
同打造煤炭—发电—冶炼—不锈钢产业链， 形成上下游互补， 价值链延伸， 抗风
险能力增强， 竞争态势提升的格局。1 项目情况本项目拟建年生产能力 100 万吨铁合金的工厂， 规划设置七个生产分厂车间及配套附属设施， 工程分二期建设投产。一期工程设置一、 二、 三生产分厂车间生
产铬系合金 50 万吨 / 年， 四、 五生产分厂车间生产 75% 硅铁 20 万吨 / 年及配套
附属设施 ； 二期工程设置六、 七生产分厂车间生产锰系合金 30 万吨及配套附属设
施。 该项目电气部分如下 ：1.1 供电系统
（1） 电源及供电方式一期工程 ： 电炉容量为 517.6MVA，
动 力 负 荷 为 46.6MVA， 装 机 总 容 量 为564.2MVA ； 电炉年耗电量为 36.81×10 8
KWh， 动力年耗电量为 3.51×10 8 KWh，年总耗电量为 40.32×10 8 KWh。
二期工程 ： 电炉容量为 140MVA，动 力 负 荷 为 12.6MVA， 装 机 总 容 量 为
152.6MVA ； 电炉年耗电量为 9.92×10 8KWh， 动力年耗电量为 0.95×10 8 KWh，
年总耗电量为 10.87×10 8 KWh。设置 110KV 户外式中央开闭所一
座， 开闭所供给一、 二期工程负荷， 电源采用 LGJ-185 分裂导线 ( 每相四分
裂 ) 共二回路， 架空线路引入至中央开闭所。 所内用电由单独设置的一台自
用变提供， 操作电源采用直流 220V （带蓄电池） 。 在中央开闭所内设置 40MW
110KV/10.5KV 动力变两台， 提供全厂动力负荷。 各分厂设有 10KV/380V 动力变，
供本车间动力负荷。电炉变压器均为单相式， 一次侧为110KV 进线， 二次为铜管侧出线， 由软补偿器、 铜管短网、 水冷电缆组成， 双布线结线即在电极上完成三角形结线。 电炉变压器采用先进的节能变压器， 炉变控制保
护采用先进的综合保护器对其进行冶炼过程实现变压器运行的各个参数的在线检测和保护， 综合保护器安装于操纵室的
操作台上， 便于操作人员随时查看变压器的运行数据和状态， 功率补偿采用低压补
偿方式， 功率因数补偿到 0.90 以上。整个厂区电炉及动力负荷线缆均由
开闭所经地面上的电缆通廊供给各个车间电炉及各个辅助车间的动力变。
（2） 供电系统及电气设备1） 供电系统无功补偿合理布局， 功率因数达到规定值。
2） 选用高效节能变压器， 确保变压器安全、 经济运行。3） 供、 配电系统的电线、 电缆选用铜芯， 其载流量为经济面。4） 厂房照明尽量采用自然光、 照明的灯具选用高效， 环保和节能产品。
5） 电动机选用高效节能产品， 且在最佳负载率下运行。1.2 控制系统
控制系统由三层网络组成。 包括车间电炉控制系统操作站和上料、 布料系统操作站。 总配料系统操作站、 循环水泵站
以及工程师站、 历史数据工作站组成， 各站之间通过工业以太网连接， 由此构成了
本系统的第一层生产网络。 操作站由工控机和组态软件组成， 与现场控制设备 PLC
之间通过第二层网络工业以太网实现对生产控制的各种参数的监视、 修改。 生产
过程中的逻辑控制、 顺序控制以及相对简单的运算由 PLC 完成， 而复杂的控制功
能由操作站的计算机完成。PLC 一方面直接采集现场模拟信号进行加工处理， 另
一方面通过 RS485 总线对现场检测控制仪表的数据进行采集， 并可通过操作站对
表内参数进行设定和调整。 这样通过三层网络和现场仪表及传感器等设备， 实现全
自动原料输送、 配料、 电极自动压放、 电炉冶炼过程自动控制， 并向厂内生产管理
系统提供生产数据。
2 安全措施
2.1 安全供电
为确保工程安全用电， 本工程除要求高压供电系统保证双系统切换外， 厂区内
配电系统设有备用变压器以保证两路电源供电。 使电炉及水处理系统等重要部位确保安全。
2.2 电气安全所有电气设备的正常不带电金属外
壳均设计可靠接地， 所有电气设备可接触的裸露的带电部分在人体可能接触的部
位均设有防护网罩。
2.3 防雷
车间主厂房、 烟囱、 变电所、 架空的金属管道等建、 构筑物均设置防雷接地。
主厂房屋面采用避雷带防直击雷， 接地电阻小于 10 欧姆， 电力变压器中性点工作
接地， 接地电阻小于 4 欧姆， 所有用电设备均做保护接地， 电阻小于 4 欧姆。 计算
机接地， 直流接地、 交流工作接地， 安全保护接地， 接地电阻小于 1 欧姆。
3 工程效果
3.1 资源优化配置
（1） 从西山煤电集团公司讲西山煤电集团下属的兴能电厂向新
建铁合金项目供电， 可大大降低该项目的生产成本， 极大地提高子产品的市场竞争
力， 实现其发电潜能和资源利用的最大化。所需的 60 万吨焦炭， 可以解决集团
煤气化公司的销售压力。该项目生产中每年约产生 90 万吨炉
渣， 可作为集团水泥厂原料。冶炼产生的烟气， 可以设计烟气余
热利用装置进行发电， 煤气可回收用于锰矿、 铬矿的干燥及烧结。（2） 从恒通公司讲
该公司是铁合金生产和铬矿贸易企业， 具有良好的生产组织和管理经验 ； 在铁合金生产管理上拥有专业的技术管理
人员， 在铬矿的供货上有稳定的渠道， 和大的原料供应商有着良好的合作关系， 在
产品的销售方面有成熟可靠的销售网络体系， 是许多钢企的重要供货商。（3） 从太钢集团公司讲
具有产品销售的优势。 作为全国最大的不锈钢生产企业， 太钢在生产中对铬铁
等铁合金的需求量达到 100 万吨以上。 该项目一期生产的 50 万吨铬铁和 20 万吨
硅铁， 太钢基本能够消化。 同时， 太钢也有进口铁矿石的贸易资格和渠道， 能够提
供铁合金项目生产所需的各种原材料。3.2 环境影响本工程主要设备是矿热电炉和破碎
机等， 生产的主要污染物是电炉烟气和物料粉尘， 设计中对电炉烟气和加工过程中
产生的物料粉尘采取高效除尘措施， 使排放尾气中污染物含量大大降低， 远低于国家标准的限制， 使烟尘对环境的影响大大降低。 本工程设备冷却水绝大部分循环使用， 少量外排水无毒害， 达到国家排放标准要求。 外排废渣不含有害污染物。 因此， 本工程建成后不会对周围环境造成不利影响。
3.3 经济分析项目建设总投资为 327574 万元， 投资利润率为 13.2%， 投资回收期为 8.7 年，
铬系合金、 硅铁合金、 锰系合金市场需求强劲前景看好。 该项目可以拉动当地经
济、 增加当地财政收入， 提供新的就业机会， 加快地区经济发展的步伐
4 结束语山西恒通铁合金冶炼项目是西山煤
电集团、 恒通公司、 太原钢铁集团三家合资兴建铁合项目， 具有较好的资源、 能
源、 技术、 成本和市场等方面优势 ； 项目建设地点古交市交通便利， 水电原料供应
充足， 有利于生产组织和产品销售 ； 项目的设备和工艺先进， 在能源与资源消耗，
环境保护等方面都符合国家现行产业政策的支持条件。 项目的建成投产， 必将为
西山煤电集团完成转型跨越式发展和实现三年产值突破千亿的目标做出较大贡
献， 同时也可获得较好的经济效益和社会效益。
【参考文献】
[1] 《工厂常用电气设备手册》 编写组．工厂常用电气设备手册．2 版 [M]．北京 : 中国电力出版社，1998．
[2] 刘增良， 刘国亭． 电气工程 CAD[M]． 北京 : 中国水利水电出版社，2002．
【作者简介】明若琰， 女，1979 年 10 月出生， 电气工程师
