一、设备工艺技术
1.概述：
3t三相电弧炼钢炉，结构采用炉盖移开顶装料，出钢嘴出钢，右或左操作由用户选定。电极升降为机械式，炉体倾炉和炉盖提升、旋转为液压式，电器控制采用PLC(西门子)智能调解器控制。
2.设备主要特点：
本台炼钢电弧炉可根据需要采用碱性或酸性炉衬，可熔炼碳素钢、优质碳素钢、合金钢、不锈钢等品种。本台电弧炉设备有以下主要特点：
▲ 电炉设备为炉盖旋开、顶装料、出钢嘴出钢、半高架式布置。
▲ 采用铜钢复合导电横臂结构，整体为台车立柱式。
▲ 采用大截面水冷电缆。
▲ 采用整体炉壳，结构坚固，刚性好。
▲ 采用水冷式炉盖结构，寿命长。
▲ 采用先进的智能化PLC电极调节器，最大限度保证电极自动系统的精度及可靠性。
▲ 电炉炉体倾动和炉盖的提升以及旋转，均采用液压式驱动操作，有利于设备运行的平稳性和可靠性。
▲ 液压系统液压泵一用一备。
▲ 液压油箱为不锈钢油箱。液压介质为水-乙二醇。
▲ 电极自动升降系统中设有不导电发讯装置，以防止电极折断。
▲ 变压器可过载20%，有足够的机械强度，能保证承受经常的工作短路冲击。
▲ 变压器为强油循环水冷（OFWF），采用无故障强油循环水冷却器。
▲无载开关为电动控制。
3. 电弧炉设备使用环境
▲ 海拔不超过 2000m；
▲ 环境温度: 0～40℃ 范围内；
▲ 使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于90％；
▲ 周围没有导电尘埃，爆炸性气体及能严重损失金属和绝缘的腐蚀性气体；
▲ 明显的振动和颠簸。
4 电弧炉设备的主要参数
4.1、炉体：
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公称容量
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3t
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最大出钢量
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5t
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炉壳内径
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Φ2700mm
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操作形式
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右或左操作（用户选定）
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倾炉角度
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出钢 45°；出渣 15°
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出钢形式
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出钢嘴出钢
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炉盖提升高度
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350mm
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炉盖旋转角度
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～82°
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4．2、变压器：
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变压器额定容量
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2200KVA
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变压器一次电压
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10KV
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频 率
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50Hz
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变压器二次电压
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220-190-165-110V
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调压方式
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4级（无载电动调压）
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变压器二次额定电流
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5.77KA
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变压器冷却形式
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强油循环水冷却
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4.3、电极参数：
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石墨电极直径
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Φ250mm
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电极分布园直径
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Φ750mm
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电极上升速度
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3.5m/min（自动）4m/min（手动）
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电极下降速度
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2.5m/min（自动）3m/min（手动）
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电极升降最大行程
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1800mm
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4.4、液压系统：
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工作压力
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10MPa
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液压介质
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水─乙二醇
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电极升降控制方式
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PLC智能调节器控制
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系统过滤精度
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＜15μ
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4.5、冷却水系统：
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冷却水进水压力
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0.3MPa（开环）
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冷却水回水压力
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无压回水
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冷却水进水温度
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≤35℃
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冷却水出水温度
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≤55℃
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冷却水耗量
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～100m3/h
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事故用水压力
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0.2MPa
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时间
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1小时
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水量
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～50m3/h
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4.6、主要经济消耗指标：
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电耗
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460-480kw.h/t
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电极消耗
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≤3kg/t
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氧气耗量
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30-50m3/t
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设备装机容量
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约100KW
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附1：冷却水质要求：
（GB/T10067.1-1988 电热设备基本技术条件 通用部分）
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PH值
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6～8
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悬浮性固体
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＜20mg/L
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碱度
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＜60mg/L
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氯离子
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平均＜60mg/L
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最多
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＜220mg/L
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硫酸离子
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＜100mg/L
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生铁
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＜2mg/L
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可溶性固体
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＜300mg/L
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可熔性SiO2
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＜6mg/L
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电导率
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500μm/cm
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总硬度
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＜10度(每度为1升中含10mgCaO)
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二、成套设备组成说明：（设备主要分为机械、液压、电气三大部分）
（一）机械
1、炉体
炉体装置由炉壳、炉门机构、出钢嘴机构等组成。炉壳由～16mm钢板组焊而成。炉壳与倾动平台通过斜销连接固定。炉门机构由水冷炉门及其启闭机构组成。
2、水冷炉盖
水冷炉盖由大炉盖和中心小炉盖组成。大炉盖采用板式水冷结构，其结构强度高，抗变型能力强。中心小炉盖由耐火材料打结而成，其上有三个电极孔和对位缺口及吊钩。
3、炉盖提升、旋转机构
炉盖通过二个油缸和链条吊挂提升。油缸坐落在旋转架的两个弯臂上，弯臂前段的两油缸设置了同步梁，以便固定排烟弯管并与炉盖同步提升，提升高度大于350毫米。炉盖旋转也是通过油缸带动旋转曲臂，使炉盖旋转架按一定的角度旋转。
4、倾炉装置
倾炉装置由倾动轨道、倾炉油缸、倾动平台及其水平支撑机构组成。炉体安装在倾动平台上，通过倾炉装置完成电炉扒渣与出钢作业。
倾动轨道为钢板组焊结构，其底面与基础固定，上平面设置啮合孔。
5、电极升降机构
电极升降机构由铜钢复合导电横臂、电极夹紧机构、升降小车及立柱等组成。铜钢复合导电横臂是用集导电与刚性结构件于一体的新技术产品，采用特殊工艺制成。其外型为矩形梁结构，具有导电及刚性梁双重作用。为保证可靠的水冷效果，导电横臂制成夹层结构，夹层中通水冷却。
电极夹头为锻造紫铜材质，内通水冷却形式。电极抱闸采用非导磁性奥氏体不锈钢制作而成。电极夹紧依靠蝶形弹簧。电极放松油缸安装在导电横臂内或导电横臂的尾部上方。
升降小车采用PLC智能调节器控制，最大限度的保证电极自动系统的精度及靠性，以防止电极折断。
立柱为正方形结构，以保证横臂升降的平稳及可靠。
6、水冷系统
电炉冷却水系统由一个集水箱和两条冷却水路组成。一条用于冷却水冷电缆、导电横臂及导电体及液压系统。另一条水路通过软管联接到炉体及炉盖总进回水路，用于冷却各个之路的冷却。每条进水路均设有手动截止阀和电接点压力表，回水设有双金属温度计，用于温度的控制。
7、短网系统
短网主要由连接补偿器（变压器二次引出端）、汇流铜排（管）、过墙支架、绝缘垫木、大截面水冷电缆等组成。
全部短网铜排（管），均由非导磁性不锈钢过墙支架固定，采用绝缘垫木绝缘。
（二）液压
液压装置的油箱采用不锈钢材质制作，液压介质采用阻燃型水-乙二醇。倾炉控制采用电液伺服阀，油泵采用恒压变量泵。
主要控制：
炉盖提升油缸动作、
炉盖旋转架油缸动作、
倾炉油缸动作等。
（三）电气
1、高压开关柜
在该套设备中，高压柜型号为：GG1A-10。
2、电炉变压器
在该套设备中，变压器型号为：HSSPK-2200/10
3、低压控制装置
3.1、低压电源
低压电源分为AC380V、AC22OV、DC220V（给高压分合闸电源），柜内装有多只断路器，分别向各用电点（柜、台）提供38OV或220V交流电源。该柜内还设有DC24V电源，零线接地，向液压阀块提供电源。
3.2、设备控制和监测
主要控制液压装置中泵的起、停，液位显示，压力检测及报警以及变压器的事故信号、水冷事故、各路水温检测等。
3.3、炉前操作台
主要控制三相电极的夹紧、松开，炉盖升降、旋开、倾炉出钢，出渣等动作的操作。
3.4、主操作台
主操作台设有弧流表、弧压表、电极升降执行元件、指示仪表、高压分合闸开关及指示、变压器调压操作按钮及挡位显示仪等，主要控制电参数的合理调配和执行。
4、PLC自动化控制系统
4.1、电极升降控制
电弧炉的电极升降控制由PLC（智能调节器）以及电压电流互感器、电量变送器和输出信号转换器组成。
电量信号的采集通过变送器将电量瞬时值采入，经过数据处理、计算送到智能调节器调节算法，运算后的控制结果经通用模拟量输出模板输出。
智能调节器完成以下主要功能：
l 电量瞬时值检测及电气参数计算
智能调节器通过检测电弧炉变压器副边的电压、电流瞬时值，并利用采集的电量瞬时值，计算出电压电流的、功率、弧压、弧功率等电气参数。
l 弧长控制
合理控制电弧弧长，对提高电弧炉热效率至关重要。智能调节器能够通过对弧压、弧长、弧功率等电气参数的计算合理控制电弧弧长。
l 智能PID调节器
PID控制输出，确保系统运行的安全可靠。
l 综合控制输出
在有些异常情况下，需要快速做出反应，例如起弧，电流过负荷，短路保护等，综合输出通过规则进行逻辑判断，可直接进行输出干预，保证控制器的反应速度。
l 调节器备用相
智能调节PLC故障时，可以迅速切到备用相以保障正常生产。同时也可用于离散量的检测。采用阻抗控制或电流控制方式，控制算法为PID，调节速度为100～200ms。
4.2、炉体控制
由PLC完成以下功能：
l 高压及变压器设备的监控
高压系统中断路器的合分闸由高压系统和主操作台两地操作控制。操作台和高压柜上的信号灯指示工作状态。PLC根据系统故障情况进行判断，作出是否允许闭合高压以及事故跳高压的动作。
监测变压器的油温高低，油位的状况，变压器轻、重瓦斯，开关瓦斯的状态，并根据系统设定点进行报警、跳高压等相应的控制。
根据系统要求实现变压器调压。
l 水系统监控
包括炉子、电气设备和液压站的冷却水。PLC监测冷却水回路的出口水温及主回路的入口压力。信号超过设定值时报警。
l 液压泵站及阀台的监控
液压站由控制电弧炉体的PLC控制系统控制液压站所有电气器件。PLC监测液压油位高低，液压油温的高低，滤油器是否堵塞，系统压力高低，采集控制信号的输入。控制液压泵的启停，液压系统的故障报警，并根据故障类型控制停泵及跳高压。
l 电极夹持器控制
电极夹持器控制，在液压系统压力正常时，断路器未合闸时，在电弧炉前操作台上控制电极夹放。
l 炉盖、炉门、出钢等炉子设备控制
控制单元主要有炉体工作门控制按钮、出钢机构钥匙旋钮。当按下按钮门开，当门开到限位时灯亮。门关也是如此。完成炉盖、炉门等炉子设备的控制，也可根据工艺设定，由PLC自动完成。
三、执行标准及设备质量（设计、制造、管理过程中执行标准）
1、（重型机械行业标准）GB\JB\ZB\ZQ系列标准
2、GB/T19000～19004-ISO9000质量管理和质量保证系列标准
3、GB10067.1 电热设备基本技术条件 通用部分
4、GB10067.2 电热设备基本技术条件 炼钢电弧炉
5、GB5959.1 电热设备的安全 通用部分
6、GB5959.2 电热设备的安全 电弧炉的特殊要求
四、3t电弧炉设备成套范围：
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序号
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名称
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规格及型号
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数量
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机械部分：
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1
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炉体
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炉体、出钢嘴、水冷连接金属软管
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1套
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2
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水冷炉盖
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水冷炉盖本体、打结小炉盖
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1套
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3
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倾炉装置
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倾炉平台、轨道、倾炉油缸等
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1套
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4
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炉盖提升、旋转装置
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提升和旋转油缸、旋转架、大轴承
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1套
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5
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电极升降机构
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导电横臂、小车、立柱等
|
1套
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6
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短网系统
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水冷电缆、铜排（管）、不锈钢支架等
|
1套
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7
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液压装置
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不锈钢箱体、电液比例阀、恒压泵等
|
1套
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8
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冷却水装置
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集水器、压力和温度仪表、阀等
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1套
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电气部分：
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9
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电炉变压器
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HSSPK-2000KVA/10KV
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1套
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|
10
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PLC低压电控系统
|
西门子S7—300
|
1套
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11
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高压控制柜
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GG1A-10
|
1台
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12
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出厂文件
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设备使用说明书、装箱单等
|
2套
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