一、設備工藝技術
1.概述：
3t三相電弧鍊鋼爐，結構採用爐蓋移開頂裝料，出鋼嘴出鋼，右或左操作由用戶選定。電極昇降為機械式，爐體傾爐和爐蓋提升、旋轉為液壓式，電器控制採用PLC(西門子)智能調解器控制。
2.設備主要特點：
本台鍊鋼電弧爐可根據需要採用碱性或酸性爐襯，可熔煉碳素鋼、優質碳素鋼、合金鋼、不鏽鋼等品種。本臺電弧爐設備有以下主要特點：
▲ 電爐設備為爐蓋旋開、頂裝料、出鋼嘴出鋼、半高架式佈置。
▲ 採用銅鋼復合導電橫臂結構，整體為台車立柱式。
▲ 採用大截面水冷電纜。
▲ 採用整體爐殼，結構堅固，剛性好。
▲ 採用水冷式爐蓋結構，壽命長。
▲ 採用先進的智能化PLC電極調節器，最大限度保証電極自動系統的精度及可靠性。
▲ 電爐爐體傾動和爐蓋的提升以及旋轉，均採用液壓式驅動操作，有利於設備運行的平穩性和可靠性。
▲ 液壓系統液壓泵一用一備。
▲ 液壓油箱為不鏽鋼油箱。液壓介質為水-乙二醇。
▲ 電極自動昇降系統中設有不導電發訊裝置，以防止電極折斷。
▲ 變壓器可過載20%，有足夠的機械強度，能保証承受經常的工作短路衝擊。
▲ 變壓器為強油循環水冷（OFWF），採用無故障強油循環水冷卻器。
▲無載開關為電動控制。
3. 電弧爐設備使用環境
▲ 海拔不超過 2000m；
▲ 環境溫度: 0～40℃ 範圍內；
▲ 使用地區最濕月每日最大相對濕度的月平均值不大於90％；
▲ 週圍沒有導電塵埃，爆炸性氣體及能嚴重損失金屬和絕緣的腐蝕性氣體；
▲ 明顯的振動和顛簸。
4 電弧爐設備的主要參數
4.1、爐體：
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公稱容量
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3t
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最大出鋼量
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5t
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爐殼內徑
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Φ2700mm
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操作形式
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右或左操作（用戶選定）
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傾爐角度
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出鋼 45°；出渣 15°
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出鋼形式
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出鋼嘴出鋼
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爐蓋提升高度
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350mm
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爐蓋旋轉角度
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～82°
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4．2、變壓器：
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變壓器額定容量
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2200KVA
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變壓器一次電壓
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10KV
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頻 率
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50Hz
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變壓器二次電壓
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220-190-165-110V
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調壓方式
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4級（無載電動調壓）
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變壓器二次額定電流
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5.77KA
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變壓器冷卻形式
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強油循環水冷卻
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4.3、電極參數：
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石墨電極直徑
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Φ250mm
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電極分布園直徑
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Φ750mm
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電極上升速度
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3.5m/min（自動）4m/min（手動）
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電極下降速度
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2.5m/min（自動）3m/min（手動）
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電極昇降最大行程
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1800mm
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4.4、液壓系統：
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工作壓力
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10MPa
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液壓介質
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水─乙二醇
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電極昇降控制方式
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PLC智能調節器控制
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系統過濾精度
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＜15μ
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4.5、冷卻水系統：
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冷卻水進水壓力
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0.3MPa（開環）
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冷卻水回水壓力
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無壓回水
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冷卻水進水溫度
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≤35℃
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冷卻水出水溫度
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≤55℃
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冷卻水耗量
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～100m3/h
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事故用水壓力
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0.2MPa
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時間
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1小時
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水量
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～50m3/h
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4.6、主要經濟消耗指標：
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電耗
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460-480kw.h/t
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電極消耗
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≤3kg/t
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氧氣耗量
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30-50m3/t
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設備裝機容量
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約100KW
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附1：冷卻水質要求：
（GB/T10067.1-1988 電熱設備基本技術條件 通用部分）
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PH值
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6～8
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懸浮性固體
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＜20mg/L
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碱度
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＜60mg/L
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氯離子
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平均＜60mg/L
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最多
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＜220mg/L
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硫酸離子
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＜100mg/L
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生鐵
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＜2mg/L
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可溶性固體
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＜300mg/L
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可熔性SiO2
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＜6mg/L
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電導率
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500μm/cm
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總硬度
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＜10度(每度為1升中含10mgCaO)
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二、成套設備組成說明：（設備主要分為機械、液壓、電氣三大部分）
（一）機械
1、爐體
爐體裝置由爐殼、爐門機構、出鋼嘴機構等組成。爐殼由～16mm鋼板組焊而成。爐殼與傾動平台通過斜銷連接固定。爐門機構由水冷爐門及其啟閉機構組成。
2、水冷爐蓋
水冷爐蓋由大爐蓋和中心小爐蓋組成。大爐蓋採用板式水冷結構，其結構強度高，抗變型能力強。中心小爐蓋由耐火材料打結而成，其上有三個電極孔和對位缺口及吊鉤。
3、爐蓋提升、旋轉機構
爐蓋通過二個油缸和鏈條吊挂提升。油缸坐落在旋轉架的兩個彎臂上，彎臂前段的兩油缸設置了同步梁，以便固定排煙彎管並與爐蓋同步提升，提升高度大於350毫米。爐蓋旋轉也是通過油缸帶動旋轉曲臂，使爐蓋旋轉架按一定的角度旋轉。
4、傾爐裝置
傾爐裝置由傾動軌道、傾爐油缸、傾動平台及其水平支撐機構組成。爐體安裝在傾動平臺上，通過傾爐裝置完成電爐扒渣與出鋼作業。
傾動軌道為鋼板組焊結構，其底面與基礎固定，上平面設置嚙合孔。
5、電極昇降機構
電極昇降機構由銅鋼復合導電橫臂、電極夾緊機構、昇降小車及立柱等組成。銅鋼復合導電橫臂是用集導電與剛性結構件于一體的新技術產品，採用特殊工藝製成。其外型為矩形梁結構，具有導電及剛性梁雙重作用。為保証可靠的水冷效果，導電橫臂製成夾層結構，夾層中通水冷卻。
電極夾頭為鍛造紫銅材質，內通水冷卻形式。電極抱閘採用非導磁性奧氏體不鏽鋼製作而成。電極夾緊依靠蝶形彈簧。電極放鬆油缸安裝在導電橫臂內或導電橫臂的尾部上方。
昇降小車採用PLC智能調節器控制，最大限度的保証電極自動系統的精度及靠性，以防止電極折斷。
立柱為正方形結構，以保証橫臂昇降的平穩及可靠。
6、水冷系統
電爐冷卻水系統由一個集水箱和兩條冷卻水路組成。一條用於冷卻水冷電纜、導電橫臂及導電體及液壓系統。另一條水路通過軟管聯接到爐體及爐蓋總進回水路，用於冷卻各個之路的冷卻。每條進水路均設有手動截止閥和電接點壓力表，回水設有雙金屬溫度計，用於溫度的控制。
7、短網系統
短網主要由連接補償器（變壓器二次引出端）、匯流銅排（管）、過牆支架、絕緣墊木、大截面水冷電纜等組成。
全部短網銅排（管），均由非導磁性不鏽鋼過牆支架固定，採用絕緣墊木絕緣。
（二）液壓
液壓裝置的油箱採用不鏽鋼材質製作，液壓介質採用阻燃型水-乙二醇。傾爐控制採用電液伺服閥，油泵採用恆壓變量泵。
主要控制：
爐蓋提升油缸動作、
爐蓋旋轉架油缸動作、
傾爐油缸動作等。
（三）電氣
1、高壓開關櫃
在該套設備中，高壓櫃型號為：GG1A-10。
2、電爐變壓器
在該套設備中，變壓器型號為：HSSPK-2200/10
3、低壓控制裝置
3.1、低壓電源
低壓電源分為AC380V、AC22OV、DC220V（給高壓分合閘電源），櫃內裝有多只斷路器，分別向各用電點（櫃、台）提供38OV或220V交流電源。該櫃內還設有DC24V電源，零線接地，向液壓閥塊提供電源。
3.2、設備控制和監測
主要控制液壓裝置中泵的起、停，液位顯示，壓力檢測及報警以及變壓器的事故信號、水冷事故、各路水溫檢測等。
3.3、爐前操作台
主要控制三相電極的夾緊、鬆開，爐蓋昇降、旋開、傾爐出鋼，出渣等動作的操作。
3.4、主操作台
主操作台設有弧流表、弧壓表、電極昇降執行元件、指示儀表、高壓分合閘開關及指示、變壓器調壓操作按鈕及擋位顯示儀等，主要控制電參數的合理調配和執行。
4、PLC自動化控制系統
4.1、電極昇降控制
電弧爐的電極昇降控制由PLC（智能調節器）以及電壓電流互感器、電量變送器和輸出信號轉換器組成。
電量信號的採集通過變送器將電量瞬時值采入，經過數據處理、計算送到智能調節器調節算法，運算后的控制結果經通用模擬量輸出模板輸出。
智能調節器完成以下主要功能：
l 電量瞬時值檢測及電氣參數計算
智能調節器通過檢測電弧爐變壓器副邊的電壓、電流瞬時值，並利用採集的電量瞬時值，計算出電壓電流的、功率、弧壓、弧功率等電氣參數。
l 弧長控制
合理控制電弧弧長，對提高電弧爐熱效率至關重要。智能調節器能夠通過對弧壓、弧長、弧功率等電氣參數的計算合理控制電弧弧長。
l 智能PID調節器
PID控制輸出，確保系統運行的安全可靠。
l 綜合控制輸出
在有些異常情況下，需要快速做出反應，例如起弧，電流過負荷，短路保護等，綜合輸出通過規則進行邏輯判斷，可直接進行輸出干預，保証控制器的反應速度。
l 調節器備用相
智能調節PLC故障時，可以迅速切到備用相以保障正常生產。同時也可用於離散量的檢測。採用阻抗控制或電流控制方式，控制算法為PID，調節速度為100～200ms。
4.2、爐體控制
由PLC完成以下功能：
l 高壓及變壓器設備的監控
高壓系統中斷路器的合分閘由高壓系統和主操作台兩地操作控制。操作台和高壓櫃上的信號燈指示工作狀態。PLC根據系統故障情況進行判斷，作出是否允許閉合高壓以及事故跳高壓的動作。
監測變壓器的油溫高低，油位的狀況，變壓器輕、重瓦斯，開關瓦斯的狀態，並根據系統設定點進行報警、跳高壓等相應的控制。
根據系統要求實現變壓器調壓。
l 水系統監控
包括爐子、電氣設備和液壓站的冷卻水。PLC監測冷卻水迴路的出口水溫及主迴路的入口壓力。信號超過設定值時報警。
l 液壓泵站及閥台的監控
液壓站由控制電弧爐體的PLC控制系統控制液壓站所有電氣器件。PLC監測液壓油位高低，液壓油溫的高低，濾油器是否堵塞，系統壓力高低，採集控制信號的輸入。控制液壓泵的啟停，液壓系統的故障報警，並根據故障類型控制停泵及跳高壓。
l 電極夾持器控制
電極夾持器控制，在液壓系統壓力正常時，斷路器未合閘時，在電弧爐前操作臺上控制電極夾放。
l 爐蓋、爐門、出鋼等爐子設備控制
控制單元主要有爐體工作門控制按鈕、出鋼機構鑰匙旋鈕。當按下按鈕門開，當門開到限位時燈亮。門關也是如此。完成爐蓋、爐門等爐子設備的控制，也可根據工藝設定，由PLC自動完成。
三、執行標準及設備質量（設計、製造、管理過程中執行標準）
1、（重型機械行業標準）GB\JB\ZB\ZQ系列標準
2、GB/T19000～19004-ISO9000質量管理和質量保証系列標準
3、GB10067.1 電熱設備基本技術條件 通用部分
4、GB10067.2 電熱設備基本技術條件 鍊鋼電弧爐
5、GB5959.1 電熱設備的安全 通用部分
6、GB5959.2 電熱設備的安全 電弧爐的特殊要求
四、3t電弧爐設備成套範圍：
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序號
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名稱
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規格及型號
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數量
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機械部分：
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1
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爐體
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爐體、出鋼嘴、水冷連接金屬軟管
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1套
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2
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水冷爐蓋
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水冷爐蓋本體、打結小爐蓋
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1套
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3
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傾爐裝置
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傾爐平台、軌道、傾爐油缸等
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1套
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4
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爐蓋提升、旋轉裝置
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提升和旋轉油缸、旋轉架、大軸承
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1套
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5
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電極昇降機構
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導電橫臂、小車、立柱等
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1套
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6
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短網系統
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水冷電纜、銅排（管）、不鏽鋼支架等
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1套
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7
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液壓裝置
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不鏽鋼箱體、電液比例閥、恆壓泵等
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1套
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8
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冷卻水裝置
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集水器、壓力和溫度儀表、閥等
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1套
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電氣部分：
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9
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電爐變壓器
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HSSPK-2000KVA/10KV
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1套
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10
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PLC低壓電控系統
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西門子S7—300
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1套
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11
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高壓控制櫃
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GG1A-10
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1台
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12
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出廠文件
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設備使用說明書、裝箱單等
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2套
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