（1）剛玉分類：有棕剛玉、白剛玉、高鋁剛玉、鋯剛玉、鉻剛玉、單晶剛玉、微晶剛玉等數(shù)種。
1.棕剛玉(brown fused alumina)
棕剛玉是以鋁礬土、焦碳（無煙煤）為主要原料，在電弧爐內經2000度高溫冶煉而成，主要化學成分為al2o3、tio2環(huán)含有少量的sio2和fe2o3等，顯微硬度hv1800-2200,韌性比sic高，用它制成的磨具，適于磨削抗張較高的金屬，如各種通用鋼材、可鍛鑄鐵、硬青銅等，也可制造耐火材料。
2. 高鋁剛玉(high-purity brown fused alumina)
高鋁剛玉是用優(yōu)質鋁礬土為主要原料,在2500℃的高溫電爐中采用特殊工藝冶煉而成的一種耐火材料.
3.亞白剛玉
亞白剛玉是在高品質棕剛玉基礎上生產的.由于其化學成分和物理性能均與白剛玉接近,故 稱之亞白剛玉.亞白剛玉是在高品質棕剛玉基礎上生產的.由于其化學成分和物理性能均與白剛玉接近,故 稱之亞白剛玉.體積密度≥3.8g/cm2,耐火度≥1850℃.該產品具有白剛玉的硬度,同時兼有棕剛玉的韌性,是理想的耐火材料 和研磨材料.
4. 白剛玉(white fused alumina)
白剛玉是以氧化鋁粉為原料，經高溫熔煉而成。呈白色，硬度比棕剛玉略高，韌性稍低。用其制作的磨具適用于高碳鋼、高速鋼和淬火鋼等的磨削。也可研磨拋光材料，還可作精密鑄造型砂、噴涂材料、化工觸媒、特種陶瓷、耐火材料等。
5.鋯剛玉(fused zirconia alumina)
鋯剛玉是以氧化鋁,氧化鋯為原料在電弧爐中經2000℃以上高溫冶煉而成.鋯剛玉是以富鋁,鋯材料以及添加劑于電弧爐中,經2000℃以上高溫冶煉而成,質地堅韌,結構致密,強度高.主要礦物相是a-al2o3和al2o3-zro2形成的共晶體.al2o3的熔點為2050℃,zro2的熔點為2690℃.在z
ro2含量為42.6%, 溫度為1710℃時是al2o3和zro2共晶點.在組成確定后,當溫度在相應組成液相線以上時,改變其溫度不會導致新相的出現(xiàn).當溫度降到相應組分液相線上時,晶相開始析出,液相組成沿著液相線向共熔點方向變化.當溫度達到共熔點時,按共熔點組成中的比例同時析出晶相al2o3和zro2共熔相.當鋯剛玉熔體冷卻時,就開始產生晶體.晶體尺寸一般通過控
制晶體成長速度,即采取急冷(過冷)的方法來實現(xiàn).為確保鋯剛玉的質量,除合理選擇冶參數(shù)及工藝,冷卻工藝及加工工藝外,選擇合適的添加劑,降低鋯剛玉中sio2含量,使al2o3和zro2共晶且結構均勻等亦是鋯剛玉生產的關鍵.
6.單晶剛玉monocrystalline fusedalumina
單晶電熔氧化鋁(又名32a)磨料:單晶剛玉是以鋁礬土為主要原料，配加適量的硫化物，經高溫熔煉而成。呈灰白色或淺土黃色，硬度高、韌性大。采用特殊工藝生產,各粒度品為自然結晶產生,而非機械粉碎結果.是一種韌性非常好的耐熱高檔研磨材料,用于制作切割和研磨工具,適用于高釩高速鋼,奧氏體不銹鋼,鈦合金等高硬度,高韌性材料的磨削,特別是用于干磨和易變形易燒傷工件的磨削加工.
單晶剛玉各項理化指標:
化學成份: al2o3 99%--99.72% (gb10174-88標準)
粒度組成: 24#--240#(gb2477-83標準)
抗壓強度: 30.7n 模壓法: 69.25%--82.57%
韌 性: 64.9% 顆粒密度: 3.96-3.99 g/cm2
磁 性 物: 94.6%
7、鉻剛玉鉻剛玉是以氧化鋁粉為主要原料，適配氧化鉻等，經高溫熔煉而成。呈粉紅色，硬度與白剛玉近似，韌性比白剛玉高。用其制作的磨具，耐用度好，磨加工光潔度高，適用于量具、機床主軸、儀表零件、螺紋工件及樣板磨等精密磨削?！?br>8、微晶剛玉　　微晶剛玉是以鋁礬土為主要原料，經高溫熔煉、通過急冷的結晶方式而獲得。色澤、化學成份與棕剛玉相似。晶體尺寸小、韌性大，自銳性好。用其制作的磨具，適用于重負荷磨削，成型磨削，切入磨削及荒磨。也適用于不銹鋼、碳素鋼、軸承鋼和特種球墨鑄鐵等的磨削。

1.1 設備型號：hy2.8-4000kva鋯剛玉電弧爐設備；

1.2 設備用途：主要用于鋯剛玉、電熔剛玉、莫來石等磨料和耐火材料的冶煉。；

1.3設備形式:鋯剛玉爐為固定式管式水冷爐蓋、頂加料、頂吹氧、上下爐體(下爐體)外壁采用噴淋水冷卻結構形式，爐體傾動出料，分為左、右操作形式。電極升降采用變頻電機式或全液壓式升降形式，可編程序控制調節(jié)器自動控制。

1.4 工廠有關參數(shù)及能源介質條件:

1.4.1 電源條件：

a．交流10/35 kv供電系統(tǒng)

b. 低壓配電系統(tǒng)

電壓 380v/220v

1.4.2 能源介質條件：

氣體介質

冷卻水系統(tǒng)及其補充新水水質

設備外部冷卻循環(huán)水配置要求：

冷卻塔：不小于150～200t/h

調節(jié)水池：60～80m3

1.4.3 工作制度

年工作日330天。連續(xù)式工作制，每周工作7天，節(jié)假日不休息。

2.1 固定式管式或板式水冷爐蓋、頂加料、頂吹氧、上下爐殼，下爐壁外噴淋水冷卻結構形式；

2.2每相采用兩根大截面內水冷電纜、補償器、穿墻銅排、銅-鋼復合導電橫臂（小車升降式）等組成空間三角形布置的節(jié)能型短網。短網阻抗值≤3mω，三相阻抗不平衡度≤8%；

2.3 先進可靠的變頻電機式電極升降自動調節(jié)器：可自動和手動操作?；×髡ǚ秶?5%—150%lm。電極響應時間：0.15s。

2.4 爐體傾動采用液壓傳動，集成塊式液壓閥；

2.5 電極夾頭采用抱帶式夾緊，使用可靠、壽命長。

2.6 電極夾放采用氣動驅動方式。

2.7 電極自動升降調節(jié)器采用德國西門子plc可編程控制器控制。

2.8 變壓器一次側電壓10kv，二次電壓220-110v。無載電動調壓，頂出線方式；

2.9 冷卻水系統(tǒng)有壓力和水溫監(jiān)控，聲光報警。為防止停電事故用戶需設高位水箱。

2.10 電爐參數(shù)實行工業(yè)計算機監(jiān)控與管理。

鋯剛玉爐為固定式直筒水冷爐蓋、頂裝料、頂吹氧，爐體平臺為固定軸式傾動方式，爐壁外噴淋水冷卻結構形式，其機械部分由以下幾部分組成：

a、 上、下爐體;

b、 爐體傾動裝置;

c、 短網系統(tǒng);

d、 固定式直筒水冷爐蓋(板式)；

e、 電極升降裝置;

f、 液壓系統(tǒng);

g、 水冷系統(tǒng);

h、 氣動系統(tǒng)；

該部件由爐殼、出料槽構成。

a、爐殼為可快速更換。上部由20mm鍋爐鋼板焊接而成的直筒形，下爐殼底部呈圓形封頭結構。爐殼前設有一個出料槽口，上部有水冷卻加強圈及爐殼外部噴淋水管，以防止爐殼變形。爐殼上部焊有與傾動裝置固定的聯(lián)結法蘭，在聯(lián)結法蘭園周方向備有8個園孔，園孔與位于傾動裝置上的8個銷軸相配；爐底中心開有一個小孔以便爐襯砌筑后透氣用。

b、出料口由鑄鋼澆鑄而成，通過聯(lián)結板用螺栓固定在爐殼的出料嘴的開口處。

傾動裝置由傾爐液壓缸及傾動平臺和支承機構等組成。

a、支架和平臺均由普通鋼板組焊接而成，支架與平臺通過安裝，支座聯(lián)接采用螺栓聯(lián)結，用戶現(xiàn)場安裝時需在該部分的螺栓聯(lián)結處電焊焊牢。

b、傾動支座亦由槽鋼及鋼板焊接而成，下部有地腳螺栓與基礎固定。

c、傾爐液壓缸結構采用柱塞形式。柱塞外表面鍍硬鉻珩磨，采用yx型聚氨脂密封圈，傾爐缸上下兩端分別通過球型鉸鏈，固定于傾動平臺和基礎上，傾爐缸由爐前操作臺上的操作手柄控制液壓站的油路方向進行控制前傾、后傾。

爐蓋為固定式直筒型板式水冷爐蓋，爐蓋上設有三個電極孔、一個吹氧孔及一個加料孔。爐蓋側下部設有二個活動門，用于輔助加料和電極故障處理。

爐蓋外環(huán)下部安放于爐殼砂封槽內，起密封作用，通過銷軸固定爐蓋。

二號電極正對出料嘴。

爐蓋進水、回水管均聯(lián)接在總進水、回水管上。

爐蓋制作完成后，應進行自然時效處理以消除焊接應力，并進行水壓檢漏。

電極升降裝置由小車式導電橫臂、立柱、電極夾緊機構、升降減速機和傳動齒條裝置等組成。

小車式導電橫臂為銅鋼復合型橫臂，是由銅鋼復合板制成的全水冷箱形結構。橫臂后段裝有電極夾緊機構，電極夾緊采用碟簧抱緊形式，即正常工作時電極由碟簧夾緊，松放電極時由氣動缸壓縮碟簧完成。立柱是由鋼管及鋼板焊成的v型導軌構件,立柱兩面設有兩個導軌面，導軌面經過機械加工，以保證直線度和形位公差。直立安裝于爐蓋旋轉架上。通過升降減速機驅動齒條完成電極臂和電極的自動升降。

電極夾頭采用鉻銅鍛件，鉻銅具有導電性好，機械強度高，抗耐磨等優(yōu)點。在結構上摒棄傳統(tǒng)埋管冷卻的方式，而采用打深孔內部通水直接冷卻，從而大大地增強了冷卻效果，提高了夾頭的使用壽命。電極抱閘采用非導磁不銹鋼制成。

該電極升降裝置具有以下優(yōu)點：

☆ 銅鋼復合型導電橫臂升降靈活，系統(tǒng)慣性小，剛性好；

☆ 結構大大簡化，絕緣性能好，可靠性高；

☆ 能方便可靠的夾緊、放松電極；

☆ 電極夾緊力大，夾頭處不易發(fā)生打火現(xiàn)象；

☆ 電極抱閘為水冷構件，不會因處于高溫區(qū)而發(fā)生熱脹造成電極下滑。

大電流線路由電爐變壓器二次出線端的連接銅排、補償器、穿墻銅排、電纜接頭、大截面內水冷電纜、導電橫臂、電極夾頭、石墨電極以及支架等組成。水冷電纜與穿墻銅材和導電橫臂之間用不銹鋼螺栓連接。穿墻銅排、水冷電纜及導電橫臂內，通水冷卻。在設計上通過短網工程計算，采用空間三角形布置，使三相阻抗不平衡度盡量?。〝?shù)值<8%），使輸入爐內的各相能量盡量平衡、合理，從而可以縮短熔化時間，有效地提高爐襯爐齡。

液壓系統(tǒng)壓力為12mpa，工作介質為抗磨液壓油。系統(tǒng)包括液壓源和各種控制閥門、蓄液箱、壓力繼電器等。

液壓源有二臺液壓油泵（一用一備）。蓄液箱上設有溫度及液位控制儀表，動作控制選用優(yōu)質滑閥和鍛鋼球閥。

液壓系統(tǒng)設置高壓過濾器，以保證系統(tǒng)的清潔度，使整個系統(tǒng)運行可靠。

·液壓系統(tǒng)控制,爐體鎖定,爐體傾動等。

·液壓控制置于控制室內，設有斷路器、接觸器、熱繼電器等，提供液壓系統(tǒng)各電機啟動運行和停止控制及保護。

各部位的傳動方式如下：

由液壓站至爐體各部位的液壓缸輸液管路在活動部位均采用撓性高壓鋼絲編制膠管。

冷卻水系統(tǒng)由壓力表、溫度計、截止閥、水分配器，回水箱及管路等組成。冷卻水源接自車間總進水管，壓力不小于4xlo5pa，水溫不超過32℃。該裝置設有水壓、水溫報警，當水壓低于設定值或水溫高于規(guī)定值時，發(fā)出報警信號。

冷卻水裝置設在變壓器室墻側爐前位置，通過管路(包括軟管)與爐體冷卻部位連接起來，分別供爐體、爐蓋、導電橫臂、水冷電纜等的冷卻用。

板式水冷爐蓋、爐殼水冷部分試驗方法為：打水壓至0.6mpa，保壓60分鐘，然后用肉眼觀察各處焊縫是否滲水。

變壓器油水冷卻器用水，由高位冷卻水箱供給，回水接至車間回水網中。冷卻水質量應符合下列要求：

ph 值 7—8.5

總硬度 10°dh

懸浮物 50mg／l

總溶解物 400mg／l

導電率 75毫西門子／m

各部位的傳動方式如下：

本套電氣設備主要包括：高壓供電系統(tǒng)、電爐變壓器、低壓供電系統(tǒng)、低壓電氣控制系統(tǒng)、電極升降自動調節(jié)系統(tǒng)、工業(yè)計算機監(jiān)控系統(tǒng)。

高壓柜 1面

電爐變壓器 1臺

低壓電氣設備 1套

其中低壓電氣設備包括：

a. 主操作臺 1臺

b. 計算機操作臺 1臺

c. 低壓控制柜 1面

d. 傾爐操作臺 1個

e. 液壓控制箱 1個

高壓供電系統(tǒng)由10/35kv饋電，經高壓隔離開關、高壓真空斷路器送至電爐變壓器，在高壓供電系統(tǒng)中還設有氧化鋅避雷器，用于吸收操作過電壓和浪涌過電壓，以保護變壓器的正常運行，真空斷路器用來接通和斷開高壓側主電路。

高壓側二次計量回路設有電爐變壓器高壓側電壓、高壓側電流、功率因數(shù)、有功功率、有功電度及無功電度的計量。二次保護回路設有短路保護、欠壓保護、變壓器輕重瓦斯、變壓器油溫高及冷卻系統(tǒng)故障等完善的保護回路。

本套系統(tǒng)的高壓合、分閘控制回路的直流220v電源由合閘電源380提供。直流220v電源是經單相橋式整流、平波、儲能，Zui后輸出穩(wěn)定的直流220v電源，以保證在動力供電回路斷電時能順利分開高壓真空斷路器。

高壓系統(tǒng)的真空斷路器的合、分閘控制主要由主控制室的主操作臺操作控制，在設備調試時也可由高壓柜就地操作。

電爐變壓器為鋯剛玉爐專用變壓器，采用有載電動調壓，低壓二次側采用銅排頂出線、外封口。變壓器油水冷卻器采用強油循環(huán)水冷卻器。

變壓器技術參數(shù)：

額定容量 kva

一次電壓 kv

二次電壓 檔有載電動調壓

恒電流

恒功率

一次側額定電流 a

二次側額定電流 ka

接線方式 d-y do-11

進出線方式 頂進頂出

冷卻方式 強油循環(huán)水冷卻器(ofwf)

車間動力電源提供電壓為380v／220v的三相四線制動力電源,到主控室的動力柜的柜內刀開關上端頭(n線車柜內接地銅排)，再通過刀開關經銅排分別向各用電點的斷路器供電，經各級斷路器分別提供給合閘整流電源、油水冷卻器電源、變壓器調壓箱電源、控制電源、plc電源、穩(wěn)壓電源、變頻電機、液壓泵、空壓機及備用電源供用戶使用。

動力柜的儀表板上安裝有電壓表、電流表用以指示低壓控制系統(tǒng)的電壓和電流。

3t電弧爐液壓站共有兩臺高壓泵（一用一備），泵的工作可手動啟動該泵，開泵時該泵電磁閥得電，泵卸荷啟動，3秒后此電磁閥失電，高壓泵進入打壓階段。

電弧爐爐體系統(tǒng)的控制由西門子s7-200型plc來完成。通過輸入模塊采集各種限位開關動作信號、控制開關的指令信號、有關接觸器、繼電器的動作信號，經plc內部程序進行設備動作的控制和聯(lián)鎖保護。由相應的輸出模塊分別對高壓斷路器合分閘、液壓泵、液壓閥門動作、爐蓋升降及旋轉、傾爐聯(lián)鎖等進行控制。同時檢測并發(fā)出設備的故障信號，由指示燈、報警鈴報警。

電極升降自動控制系統(tǒng)由西門子s7-200型plc來完成。將三相電弧電壓、電流信號通過信號轉換電路變成4～20ma標準信號送入plc模量輸入模塊，plc根據采集的弧流、弧壓信號、變壓器檔位及給定值等信號，按照功率控制的原理進行運算處理及邏輯判斷后，將結果通過plc模擬量輸出模塊控制電極升降變頻電機，對電極升降進行自動調節(jié)，從而控制輸入到爐內的電弧功率，以滿足冶煉工藝的要求。電極升降的速度，取決于plc輸出的信號大小。在自動控制過程中，隨時可通過按健來增大或減少給定信號，在電弧爐的正常運行過程中，隨時可以用手動控制電極升降。

該調節(jié)器性能大大優(yōu)于以往任何一種調節(jié)器控制線路，除具有以往調節(jié)器的功能外，另外還具有如下功能及特點：

·該系統(tǒng)選用siemens s2-200系列plc。

·電極升降可以手動和自動（plc）控制，手動可在傾動操作臺或主控制室操作臺由按鈕操作電極升降，其中手動升降優(yōu)先。自動為正常工作方式，由plc（也可結合上位機），對每相電極獨立按冶煉設定進行自動跟蹤。

·電極自動上升速度為2.0m/min，電極自動下降速度為1.5m/min，響應時間＜150ms。

·該系統(tǒng)具有恒扭矩檢測功能，在電極碰到不導電爐料時，發(fā)出報警信號，從而可以大大減少因電極繼續(xù)向下運動而折斷電極是事故。

主操作臺

☆ 主操作臺具有數(shù)據顯示、狀態(tài)顯示和參數(shù)設定、動作操作功能。

☆主操作臺儀表面板上裝有分別顯示三相弧流、三相弧壓的廣角儀表，分別顯示三相弧流和弧壓數(shù)值，調壓檔位顯示器和對應相關操作的指示燈。

☆主操作臺操作面板上設有高壓系統(tǒng)操作允許鑰匙開關，高壓合分閘轉換開關，高壓緊急分閘紅色蘑菇狀按鈕。設有變壓器調壓開關，三相電極各自的升降開關和總升開關，各相弧流給定值的增減開關以及弧流靈敏度調整開關和其他一些輔助操作開關。

爐前操作臺

通過爐前操作臺設置的一系列轉換開關可以完成控制三相電極夾緊、松開，爐子動作部分的控制和操作。還設有相應的指示燈顯示動作執(zhí)行狀態(tài)。

電氣設備硬件配置

·工業(yè)計算機：

選用中國臺灣研華工業(yè)控制機 數(shù)量1臺

其中：中央處理器p4-1.8g，內存512m，硬盤80g，光驅40倍速，軟驅1.44mb；

·顯示器 數(shù)量1臺

選用三星17”lcd液晶顯示器

·打印機 數(shù)量1臺

選用惠普公司激光打印機（hp-1000）

·ups電源 數(shù)量1臺