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关于矿热炉运行的概述

矿热炉的电气特性

（一）电炉参数特性曲线简介

下面以某厂12500KVA矿热炉为例作出特性曲线见附图1。

根据电炉的电极电流与电炉的有功功率与其它电炉参数做出的特性有：

1、电炉有功功率（特性曲线2）；

2、入炉有效功率（特性曲线3）；

3、电炉功率因数（特性曲线5）；

4、设备损失功率（特性曲线4）；

1、电炉参数特性曲线简介

2、电炉的等效电路及其特性

（二）矿热炉等效电路及其特性

以上特性曲线可以在运行中予以在线测试而绘制，也可以通过计算机的人机界面打印曲线图分析出。

1、电炉的视在功率特性曲线1：它是随着负荷电流的增加而成直线上升。

2、电炉有功功率特性曲线2：电炉有功功率的消耗包括：变压器绕组电阻与电抗、短网阻抗、电极以及电炉炉内各参数阻抗的总和，见图一.

3、电炉入炉有效功率特性曲线3：它仅包括除变压器、短网和电极以外的炉体内部的电阻，即图一b）中的Rf（因为炉内炉料电阻随着炉温的升高而不同程度的降低，所以它实际上是一个可变电阻负载）。这部分的电阻的功率转换才是矿热炉炉内需要的有效功率。

3、电炉参数的合理选取

4、电炉的功率因数曲线5：它随着电炉负荷的增加亦是呈下降的趋势，而且负载电流越大（尤其是负荷超出变压器及其短网设备的允许值），功率因数越低。

5、设备损耗功率曲线4：它是随着负荷电流增大而增大，这部分功率损耗应保证尽可能小。

在矿热炉运行中，对电炉生产指标影响最为不利的是短网及电极感抗参数，所以采用什么样的电气参数以及如何运用它将是我们必须注意的问题（1）视在功率特性曲线1

变压器视在功率：S= 由此计算出的12500KVA电炉变压器技术参数见表1

（2）电网输入电炉系统有功功率特性曲线2

它是矿热炉总的吸收有功功率，包括电炉变压器、短网、电极、电炉炉内所有功率消耗：

P有功= COSφ

（3）电炉炉内做功有效功率特性曲线3：

P有效=P有功-P损耗。

（4）设备损失功率P损特性曲线4：

P损=I2 Z=I2 (Z1+Z2)

从图一中可以看出，变压器、短网以及电极的阻抗越小，负荷电流越合理，设备损失功率就越小，随着负荷电流越不合理（单一超负荷运行），设备损失功率就越大。

（5）电炉功率因数COSφ特性曲线5：

COSφ它更是随着负荷电流的增加而下降,因为COSφ=P有功/S,负荷电流越大，变压器视在功率S呈直线上升，而电网输入给电炉系统的有功功率P有功却在超负荷运行中呈下降趋势。

（三）电炉特性参数的合理选取

我们认为：要想矿热炉取得好的技术经济指标，必须从以下方面入手：

1、正确使用负荷电流。

负荷电流仍然是许多使用矿热炉生产厂家用以控制的主要技术参数，但全国大多数企业一般以满负荷甚至超负荷运行来使用矿热炉，这就带来许多问题：

（1）、降低变压器使用寿命：当负荷电流超过变压器允许范围，其绕组会在变压器内部产生过度发热，线圈铜损急剧增大，油温升高，绕组绝缘老化甚至烧毁而发生事故。

（2）、严重的超负荷运行会造成烧坏短网中的铜母线（或水冷电缆）、电极硬断和铜瓦打弧等事故。

在冶炼周期整个过程，应根据“炉况”采用“三阶段”操作法，即“冶炼初期”（刚出完上一炉铁水又在本炉已加满炉料前提下）满负荷运行，以便达到炉内电热反应的还原过程的目的，这阶段运行时间大概要占整炉的65～80%时间；“冶炼后期”，主要指炉内还原反应（化料）基本完成，主要以保温为主，所以只能以额定负荷的75～85%左右运行，这段时间约占整炉的15～20%；“出炉”阶段，随着铁水的流出，负荷电流明显减少，为了铁水的顺利出炉，必须深插电极以促使产品顺利出炉，这段时间占整炉的10%。

2、合理选择二次电压

电极的合理插深，与电极极心圆电压有密切的关系。电压太高，电极之间的弧光半径过大，炉内弧光交叉，电极会上抬，热损失大，炉内温度低；电压太低，炉内弧光半径过小，三相电极之间难以沟通，电极又容易插深过度，于炉底不利。所以要根据电网电压及炉况调整二次电压，保证电极合理插深。

即：矿热炉的控制必须选择正确的参数予以控制调节。

三、矿热炉的控制

矿热炉炉内等效电路可以从图一的负载支路Rf看出，它实际上构成"星三角回路"，见图二。

矿热炉炉况正常时，组成电炉主电路的是电极工作端至熔池的炉内参与反应的炉料电阻和电弧电阻，即图二中的Ran、Rbn、Rcn组成的“星形回路”，此部分电阻值是电极工作端下部高温熔化下的炉料电阻及电弧电阻组成的，其值是很小的。生产中应尽可能保证从操作上来满足星形回路的功率输入，而功率调节的控制参数就是以此主回路的负荷电流为参量的。参与电极之间功率转换的支路为由Rab、Rbc、Rca 组成的三角形回路而构成。这部分的阻值很大，因为它是炉内熔化层上部生料层的炉料电阻，温度低，阻值大。只有少量靠近坩埚上层的炉料参与还原反应，因此，该部分的负荷电流数值很小，一般不考虑参与功率控制。

矿热炉控制方式很多，随着电炉容量主要有以下几种，简介如下：

1、早期小容量电炉的人工控制：是用继电器-接触器系统控制卷扬系统调节电极的升降，达到功率调节的目的；而电极压放更是采用人工松紧水套螺栓的原始方法。这种控制造成工人劳动强度大，工作效率低；而继电器-接触器控制系统又因控制参数单一，自动化程度低不能达到功率平衡调节的目的，将逐步淘汰。

2、PID功率调节器控制

图三是矿热炉电极功率调节控制系统框图

PID调节器由电弧电流及电压的测量回路、调节器、功率放大环节、速度反馈、电动机、减速机械等组成。

电流和电压信号经过测量回路后，分别转换成直流电流和直流电压信号与给定值进行比较。实际测量信号与标准信号的差值信号通过调节器进入功率放大环节进行功率放大，放大了的信号来控制电动机通过机械传动机构使电极上下移动，从而调节电弧长度，维持电弧电流和电压在设定值上，达到功率调节的目的。

当对电路分段线性化完成后，我们就对矿热炉电极调节系统这样的非线性系统的控制就转换成对分段线性化系统的控制。

3、矿热炉电极压放控制

矿热炉许多产品的电极是自焙烧电极，在冶炼中不断消耗，所以需要经常压放。电极是通过上下卡环及液压缸的顺序动作下放的，见图四。动作顺序是：松上环-升立缸（提上环）-紧上环-松下环-降立缸（压下电极）-紧下环。

电极压放应遵循"勤压、少压"的原则，以保证电极的正常焙烧速度和电极工作端长度。

压放时机的选择主要有"定时压放"和"根据电流的平方定时累加"，有时靠炉前操作工根据炉况来决定压放的时机。

实现压放的控制机构有"人工控制按钮"、"顺序控制器"和"可编程序控制器"几种方式。

人工控制很难做到及时准确，又往往难以掌握压放时间而造成压放长度过大，电极断裂的事故。所以建议少用。

"顺序控制器"是一种机电式继电器，按照已定的控制规律设定的"继电器-接触器"控制装置。

PLC开关量控制：是一种将压放过程按先后步骤编制程序（LAD）后对电极进行自动压放。只要提高压放量精度，这种控制方式是当今及以后控制方式的理想控制装置。

4、矿热炉的配料控制

矿热炉的配料控制包括"上料"和"称量"两个环节。

上料控制包括炉顶各个料仓的顺序控制，它根据各料仓的料位信号，过低时发出要料信号使相应的胶带机运转，向料仓装入所需炉料。

称量控制包括配料、称量、补正控制以及配料后的运输控制。

在微机配料秤里存储配料公式。

当操作者选定配方后，就发出信号给配料控制系统，控制系统将按照微机配料秤的控制信号对各料仓、振动给料机、斗式提升机和胶带机进行程序控制，配料秤对各称量斗进行设定，先以粗给料速度给料，当称量达到配方要求的95%时，自动变为细给料速度给料，直到料重达到设定值。在称量过程中，由于料斗中的粘料等因素，使设定值与实际值产生偏差，系统将把这一误差存储起来，在下一称量周期中补回这一误差重量。

此外，由于焦炭含有水分，必须折算为干焦量。焦炭水分可用中子水分计测定焦炭水分，并有微机补正这一数值，以保证配料准确，给料过程结束以后，将打印一份料批关于配料时间、炉料成分、实际重量、料仓编号、电炉编号等内容的报告。

5、过程计算机控制

现代铁合金厂全厂控制流行分层次控制。作为设备级控制的仪表及电控系统被称为基础自动化级，作为监控用的电子计算机则称为过程自动化级。

过程自动化的主要功能有：

（1）配料计算及其数学模型。

（2）炉内碳平衡控制。

除了在配料中精确计算焦炭量外，还必须动态控制炉内焦炭状态，在线测量炭量，以作为控制炭量的依据。入炉炭量减去炉气带走的炭量就为在炉炭量。

（3）数据显示。主要显示工艺参数的设定值、实际值以及全厂（车间）的工序流程图、设备状态及事故报警、生产趋势和历史数据等。

（4）技术计算。计算各项生产指标，在炉铁合金量和渣量等。

（5）数据记录。打印班报、日报、月报以及事故记录等。

（6）技术通讯。与生产管理机相连，进行通讯，与总厂的管理机数据传输等。

前述的电极功率调节的系统控制，是矿热炉中常用的可编程序控制器来实现的。而现代大容量的矿热炉综合应用了工业计算机、可编程序控制器-工控机-工业以太网等相应的技术功能，利用控制参数"电极电流"、"有效相电压"、"炉内阻抗"等等综合计算，除了找出附图1的最佳有效运行区间达到电炉的设计效果外，还将整个工厂各环节的附属车间的诸如附属参数（冷却水的流量、压力、温度、液位；还有烟气净化

除尘后的各项环保参数等等）随机控制、显示打印出来。

某厂27000KVA矿热炉计算机应用系统框图见第9页中的附图2

附图1的A-B-C-D区间就是功率调节需要找出的最佳运行区间：

从"电炉功率"的角度来看，该区间是在额定功率的85%~115%范围内运行，从图中可以清楚的看出：此区间的入炉有效功率P有效最大，是矿热炉功率调节的理想运行区域。

四、矿热炉功率损耗及无功补偿浅谈

1、矿热炉的功率损耗

大家知道，要想取得理想的技术经济指标，则必须找出影响技术经济指标的不利因素并加以预防，对于矿热炉这样的耗能大户更是如此。

矿热炉因其短网的结构复杂、炉内还原反应牵涉的因数众多、负荷电流多达几万安培，所以由电抗(感抗）、电阻引起的功率损失可观，而感抗的存在又会引起用户的功率因数过低，不仅要付供电部门的罚款，又限制了供、配电设备的能力。某些电炉的"超负荷"运行方式更加深了上述弊病。

矿热炉功率损失主要由以下几个方面构成：

（1）变压器：变压器的功率损失主要是铜损P变=I2Rt,它随着负荷电流的增加而急剧增长，加大有功功率损耗，可见为了片面追求某些指标而忽视重要的方面是得不偿失的。

当然，变压器是一个电感性负载，由它引起的无功损失亦是不容忽视的。

（2）短网：自变压器低压出线到电极均算作短网（也有将变压器、电极亦计为短网范畴），短网的这部分由于处于大电流引起的强磁场中，因而感抗大引起的无功消耗大，是引起电炉功率因数降低的主要原因，这部分包括水冷补偿器、矩形或管型硬母线、软电缆或水冷电缆等。因之，要求母线段有足够的横截面积（合理的电流密度）和电流向量正负交错以达到感应磁场相互抵消作用的规范布局。

（3）软电缆：这部分是由电流向量正负互相交错转为到各相电极的线路，单位磁场大。现在一般采用水冷电缆来降低温度引起的热效应。

（4）电极：由于通过电极的是电炉电路的"线电流"，其值是硬母线、软电缆段的1.732倍，所以尽管由它引起不小的感抗，但它的电阻却占了整个短网更大的比例，引起的功率损耗一般占整个短网的一半

以上。

矿热炉短网各个部位的相关参数见表二（以12500KVA电炉为例）。

从表二的数据看出，有功功率损耗占比例最大的是"电极"和"变压器"，而感抗占比例最大的是"电极"、"变压器"和"载流铜管"。

2、矿热炉的无功补偿

电力部门规定，高压（10KV及以上）用户功率因数必须达到0.9.随着电炉容量的增大，电炉的自然功率因数会越来越低。

12500KVA自然功率因数为0.87，而同等容量的电炉的超负荷运行会造成功率因数更低，当超负荷运行大于20~30%以上时，功率因数甚至只有0.75左右。因之要对电炉采取无功补偿措施，以提高电炉的功率因数。

在矿热炉设备上采用电容器无功补偿一般有三种接线方式：高压侧；中压侧；低压侧。电容补偿装置的连接地点见图五。

从补偿效果来讲，将电容补偿装置接在矿热炉短网与电极之间是理想的接入点。因为这种方式不仅能补偿电炉高压系统以上的配电网络，还能补偿电炉本身系统（变压器、短网等），从短网参数表二看出，节电效果更明显。

矿热炉实际功率因数因为超负荷运行致使功率因数降为0.8，每月就得上缴电力部门的罚款达总电费的5%。

关于补偿装置的投切方式，可以采用手动或自动方式。

矿热炉一旦建成投产后，其设备（硬件）是否符合设计要求，除了各项硬指标外，使用者还要在生产实践中逐步摸索出影响技术指标的因素，以求利用上述的各项控制方式，达到矿热炉理想的技术经济指标，为节能降耗打好基础。

工业硅矿热炉的设计

工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧张局面日趋严重[81]。与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水泥综合能耗高达45％。据测算，我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％[82]。因此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%，能源节约潜力仍很大（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KV A左右的小炉型（散热大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。目前工业硅生产中能源节约途径主要有：1）炉型的大型化方向；2）炉型的密闭化方向；3）余热利用化方向；4）提高炉子电效率措施如改进短网结构设计、改善变压器性能、改善电参数、采用低频电源等；5）提高炉子热效率；6）

中频感应电炉炉衬材料的选用及影响炉衬寿命因素的研究

中频感应电炉炉衬材料的选用及影响炉衬寿命因素的研究郑州翔宇铸造材料有限公司450016 中频感应电炉因其熔化速度快、金属溶液温度高、化学成份均匀等优点，在现代铸造企业中的应用非常广泛，并且逐步向大型化发展。各种铸铁、铸钢及有色合金的熔炼都可以使用。感应电炉所用的炉衬材料，工作条件极其严酷：内侧盛载着高温金属液，外围是水冷的感应线圈，为了改善电磁耦合，还要使炉衬壁厚尽量降低，因而炉衬材料在使用过程中的温度梯度很大，每次金属液出炉后，炉壁的温度急剧下降，要承受骤冷、骤热的热冲击，而且还要承受熔炼过程中因电磁搅拌不断运动的金属液的冲刷和炉渣的侵蚀。因此对炉衬材料种类的选用及使用都有严格的要求。并且在使用过程中要对影响炉衬寿命的各种因素加以分析研究。 1中频感应电炉炉衬材料的选用： 1.1 选用的炉衬材料应满足以下要求 1.1.1炉衬材料要有高的耐火度：熔炼时钢液的最高温度可达1700℃，铁液的最高温度可达1500℃以上。因此要根据所熔炼的材质选择满足熔炼温度的炉衬材料； 1.1.2炉衬材料应具有良好的化学稳定性：在高温钢液、高真空、高碱性渣的接触下，应不参与化学反应，有良好的化学稳定性； 1.1.3炉衬材料的耐热震性良好：应具有良好的耐急冷

急热性能，适应从高温熔炼到出炉后由于温度和压力急剧变化炉衬壁内产生的应力作用而不开裂，耐热震性越好，炉衬的使用寿命越高； 1.1.4炉衬材料应有一定的高温强度：熔炼过程中，炉壁要经受金属炉料的冲击力、金属液的静压力、电磁搅拌金属液运动的作用力、温差应力等作用，因此炉衬材料应具有一定的高温强度，在多种力的作用下不开裂、耐冲刷； 1.1.5炉衬材料的热传导性要小：熔炼过程中，炉壁内外的温差很大，约有10-15%的热量通过炉壁向外散失，为减少热损失提高热效率，炉衬材料要有低的热传导率； 1.1.6 炉衬材料中不能含有磁感应物，要有高的绝缘性能。在高温下要有较高的绝缘电阻，以避免出现穿炉情况； 1.1.7炉衬材料应适应环保要求：使用过程中不释放污染环境的物质，使用后的废料也不能对环境造成危害； 1.1.8炉衬材料应根据所熔炼的材质及要求，选用性价比高的材料。感应电炉所用的炉衬材料有炉外直接预成型的和炉内打结成型的。炉外成型炉衬可以直接安装于感应线圈内即可使用，节约人力电力，安装快速效率较高，但目前局限于容量较小的电炉，大中型电炉基本上以炉内打结成型的较多。 1.2 常用炉衬材料的分类中频感应电炉所用的炉衬材料按性质可分为酸性、中性

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铁合金生产一些常见知识简介 1、矿热炉和精炼炉的区别？以及各自的优缺点？铁合金的生产方法，按照使用设备的不同，可分为电炉法、高炉法、炉外法、转炉法、及真空电阻炉法。电炉法又分为矿热炉法和精炼炉法。矿热炉是矿石加热还原电炉的简称。矿热炉法是以碳作还原剂还原矿石生产铁合金的一种工艺方法。其生产过程是，将炉料连续加入炉内，并将电极插埋于炉料中，依靠电弧和电流通过炉料而产生的电弧热和电阻热，进行埋弧还原冶炼操作，熔化还原产生的金属和熔渣集聚在炉底，并通过出铁口定时出铁出渣。生产过程是连续进行的。用此方法生产的品种主要有硅铁、硅钙合金、工业硅、高碳锰铁、硅锰合金、高碳铬铁、硅铬合金、镍铁等。精炼炉法又称为电弧炉法，其原意是指将初级铁合金用电弧炉进行精炼降低杂质元素而得到精炼铁合金产品的一种工艺方法，一般是用硅（硅质合金）、铝等作还原剂生产含碳量低的铁合金产品，依靠电弧热、硅氧或铝氧反应热进行冶炼，炉料从炉顶或炉门加入炉内，整个冶炼过程分为引弧、加料、熔化、精炼和出铁等五道工序。生产过程是间歇进行的，即每炉一个循环。主要生产的品种有：中、低碳锰铁，中、低、微碳铬铁，钒铁等。我公司用精炼炉生产镍铁，严格地说不是一个精炼过程，而是一种电碳热熔分冶炼工艺，只是沿用了传统铁合金生产精炼炉法的称谓而已。矿热炉法和精炼炉法的主要特点和差别：

A矿热炉设备较复杂，而精炼炉设备相对较简单； B生产工艺流程方面，矿热炉是连续进行的，而精炼炉法是间歇进行的； C操作控制方面，矿热炉相对较难，而精炼炉相对较为容易； D在铁合金生产领域，矿热炉法较易实现大型化规模化，而精炼炉法则受到局限； E矿热炉生产效率较高，而精炼炉生产效率相对较低； F矿热炉一般使用自焙电极，电极插入炉料较深，为埋弧操作，而精炼炉一般使用石墨电极，电极插入炉料较浅，为遮弧操作； G就我公司目前镍铁生产而言，精炼炉产品P、S杂质含量可控制得较低，且已实现矿石热装，从而电耗较低，而矿热炉使用烧结矿，没有热装，电耗较高，环境控制较难，这在广西金源公司采用的回转窑加矿热炉工艺后将会有根本的改变。 2、从统计学的角度，每种合金产品需要重点关注的指标有哪些？每个指标的意义及其影响因素？原则上来讲，就是要关注在成本构成中所占比例较大的指标。 A产量，是所有生产指标体系中最基础的首要指标。影响产量的主要因素有：设备的正常运行率、电气制度的合理选择、原辅料的性质、配料的合理性（熔剂、还原剂用量适度，渣型合理）、操作的稳定性和管理水平等。 B质量，是其它指标的前提，产品质量不符合要求，则产量和成本也就无从谈起。影响质量的主要因素有：原辅料质量是否满足工艺

矿热炉基本知识 (2)

????矿热炉设备共分三层布置第一层为炉体（包括炉底支撑、炉壳、炉衬），出铁系统（包括包或锅及包车等），烧穿器等组成。第二层（1）烟罩。矿热炉目前大多数采用密闭式、或半密闭式矮烟罩结构，具有环保和便于维修，改善操作环境的特点。采用密闭式结构还可把生产中产生的废气（主要成分是一氧化碳）收集起来综合利用，并可减少电路的热损失，降低电极上部的温度，改善操作条件。（2）电极把持器。大多数矿热炉都由三相供电，电极按正三角形或倒三角形，对称位置布置在炉膛中间。大型矿热炉一般采用无烟煤，焦碳和煤沥青拌合成的电极料，在电炉冶炼过程中自己培烧成的电极。（3）短网（4）铜瓦（5）电极壳（6）下料系统（7）倒炉机（8）排烟系统（9）水冷系统（10）矿热炉变压器（11）操作系统第三层（1）液压系统（2）电极压放装置（3）电极升降系统（4）钢平台（5）料斗及环行布料车其他附属；斜桥上料系统，电子配料系统等

砌筑而成，侧壁上设有三个操作门，在炉内大面上，开启方向是横向旋转式，上部有二个排烟口，与其相联的是二个立冷弯管烟道，直通烟囱或除尘装置。 1.3短网短网包括变压器端的水冷补偿器、水冷铜管、水冷电缆、导电铜管、铜瓦及其吊挂、固定联接等装置。其布置型式可分为正三角或倒三角。不论那种布置，均要求在满足操作空间的前提下，尽可能地缩短短网的距离降低短网阻抗，以保正获得最大的有功功率。水冷铜管、导电铜管均采用厚壁铜管，各相均采用同向逆并联，使短网往返电流双线制布置，互感补偿磁感抵消。中间铜管用水冷电缆相连，冷却水直接从水冷铜管经水冷电缆、导电铜管流入铜瓦，冷却铜瓦后经返回的导电铜管、水冷电缆、水冷铜管流出炉外。运行温度低，减少短网导电时产生的热量损失，能有效提高短网的有功功率，同时铜管重量轻，易加工安装，大大减少短网的投资。 1.4电极系统：电极系统由把持器筒体、铜瓦吊挂、压力环、水冷大套、电极升降装置、电极压放装置等。在电极系统上我们采用了国际先进的德马克，南非PYROMET等技术，如采用悬挂油缸式的电极升降装置，能灵活、可靠、准确地调节电极的上、下位置。上下抱闸和压放油缸组成电极带电自动压放装置。 ???? 电极系统共三套，每套包括电极筒1个、把持筒1个、保护套1个、压力环1个、铜瓦6～8块。把持器的作用把持住自焙电极，保护大套、压力环、铜瓦依顺序都吊挂固定在其上面，每根电极上设6～8块铜瓦，是通过压力环上的油缸和顶紧装置，形成一对一顶紧铜瓦，压力均匀，可保证铜瓦对电极的抱紧力均衡，铜瓦与电极的接触导电良好。 ???? 把持器上部由台架与二个升降油缸联接，油缸的支座是固定在三层平台的钢平台上，在钢平台上一定的范围内根据需要可调整极心圆。 ???? 每根电极上设有单独电极自动压放装置，由气囊抱闸（或液压抱闸）抱紧电极，充气气囊抱紧电极，放气气囊松开电极；上、下气囊抱闸由导向柱和压放油缸相联接，

关于12500KVA工业硅电炉的设计思路及参数

关于12500KVA工业硅电炉的设计思路及参数 2009-12-10 10:44 内蒙古鄂尔多斯市新华结晶硅有限责任公司于2003年5月一12月建设两台12500KVA工业硅电炉。总结部分设计思路及参数，以供大家共同探讨。内蒙古鄂尔多斯市新华结晶硅有限责任公司位于鄂尔多斯市棋盘井镇；公司于2000年建设两台10000KVA电石炉；2001年建设了两台的6300KVA工业硅炉；2002年建设了三台工业硅炉；2003年建设了七台6300KVA和两台12500KVA工业硅炉。受电力短缺的影响，目前只有部分电炉在运行。 2004年新华结晶硅有限责任公司将开工建设2*200MKV自备发电厂，建成后我公司的金属硅生产将不再受电力短缺的影响，全年可以稳定的供给客户工业硅产品。 2003年建设的2 X 12500KVA工业硅电炉，采用的是固定炉体矮烟罩半密闭式矿热炉。设计时针对工业硅生产的特点，本着经济、可靠、适用、先进的原则，力求结构简单、紧凑和实用耐用、电损耗小、绝缘可靠、便于操作和维修以提高设备的作业率。该电炉的平面布置为：两台炉中心距30米；变压器跨宽度6米；冶炼跨宽度15米；浇注跨宽度18米；电炉中心距变压器6米；操作平台高度5米；升降平台高度12.7米；电极平台高度16.7米：操作室及水冷装置布置于5米平台；液压系统布置在12.7米平台上。电极提升天车两台位于 21米平台；硅液浇注天车同度 9米。加料均为人工加料，由提升架上料，不设加料管。电炉系统由炉体、矮烟罩、烟气导出管、电极系统、液压系统、水冷系统、短网、变压器、低压电控系统、出炉系统等部分组成。一、本炉体为固定式炉体，炉底三层碳砖，侧壁碳砖600 X 400 X 400mm，底部用粘土砖，其余部分用高铝砖，炉口采用由河北涞水长城电极有限责任公司生产的出炉口专用石墨碳砖，三个出铁口呈120o 分布，前端一个后端两个，出铁口通水冷却，炉壳钢板用槽钢加固。二、矮烟罩采用圆形金属水冷结构，不锈钢隔磁，盖板通水冷却并浇注耐热浇注料，立柱上下端均加绝缘，烟罩上设三只烟筒排山烟气，三个呈120”分布的宽大炉门便于揭炉操作，另设六个加料口。矮烟罩固定在5米平台上，重量由5米平台承受。三、电极采用由河北涞水长城电极有限责任公司生产的碳素电极，把持筒下部使用不锈钢制造，由锻造导电夹导电，下部锥型斜而抱紧，上部双气囊抱紧。每只电极升降由两只布置于12.5米平台的油缸来完成，电极分布直径可在150毫米范围内调节；导电夹与导流管采用锥形连接，检修时更换导电夹极为方便。四、液压系统由油泵、油箱、气囊式蓄能器、控制电路及油缸、液位计、温度计、电加热器、滤油器、压力表等组成，压力控制由电接点压力表和压力继电器双重自动控制机压力在设定范围，同时设有远程压力表，在操作室可以对压力进行记录。五、短网采用铜管制作，由于变压器本与带有补偿装置，所以变压器出线侧不设温度补偿器，短网采用完全对称三角形布置，通过水冷电缆短网铜管和锻造导电夹一对一连接。六、变压器为三相交流矿热炉变压器，一次电压35千伏，十九档有载调压。采

浅谈提高电炉炉衬寿命的措施

浅谈提高电炉炉衬寿命的措施王刚摘要：本文通过介绍电炉炉衬的侵蚀机理、电炉炉衬材料、合理的炉衬烘烤烧结工艺以及良好的工艺操作等方面分析了影响炉衬寿命的主要因素，并简要地提出了提高电炉炉衬寿命的几项措施。关键词：电炉炉衬寿命措施 1 前言电炉炉衬的使用寿命对于需要连续大规模生产的冶金、铸造企业来说具有重大意义。由于炉龄是一项综合性指标，炉龄的高低直接影响到钢产量的提高和原材料消耗，因此提高电炉炉衬寿命、降低耐火材料消耗、提高电炉炉龄己引起人们的普遍关注。 2 电炉炉衬侵蚀机理及对其性能的要求 2.1 电炉炉衬侵蚀机理 1) 炼钢电弧炉的炉顶、炉墙热点部位(如渣线)、及炉底是电弧炉的薄弱环节。炉顶耐火材料损毁的原因：一是飞溅物、炉尘的侵蚀作用；二是由于电极周围温度高，炉顶温差较大造成的熔蚀和热震作用。常用的耐火材料有高铝砖、镁铬砖、白云石砖、硅砖等及相应材质的耐火浇注料或捣打料。炉墙热点部位的内衬容易蚀损，其原因是温度过高，熔渣、钢水侵蚀严重，装料时的冲击作用等。常用的耐火材料主要是各种碱性耐火材料砌筑，损坏时常进行喷补或铲补。炉底损毁的主要原因是化学侵蚀和机械冲击。常用碱性耐火捣打料或浇注料。电炉各部位炉衬损毁的原因，如表2-1所示。表2-1电炉各部位炉衬损毁的原因

2) 电炉中耐火材料最普遍的损毁机理是侵蚀、冲刷、熔融、剥落和水化，五种因素中最主要的是侵蚀。电炉耐火材料承受两种类型的侵蚀。 ①化学侵蚀。氧化铁（FeO）或渣中的酸性组分，例如二氧化硅与氧化钙和氧化镁之间的化学反应如下式所示: FeO + MgO= FeO·MgO SiO2 + 2MgO= 2MgO·SiO2 CaO + SiO2 + MgO= CaO·MgO·SiO2 所有这些反应使炉衬变为熔渣而导致耐火材料损毁。氧化是经常发生在电炉炉衬中耐火材料侵蚀的一种特殊形式，在此侵蚀机理中耐火材料的碳成分由氧化铁或氧气而被侵蚀。 FeO + C=Fe + CO O2 + 2C = 2CO 渣中的氧化铁与砖衬的热面中的石墨或焦油/树脂反应，或氧气侵蚀砖衬冷面的石墨或碳粘结剂。在这两种情况下，砖的强度降低，并可能被熔渣或钢水冲蚀。 ②冲刷是第二位的耐火材料损毁机理由于钢水或熔渣流过耐火材料表面并物理地磨损或冲刷炉衬而导致了物理损毁。在电炉的出钢口、渣线、电极口或排气口平台等处冲刷蚀损机理是最普遍的。一个更为错综复杂的耐火材料损毁机理称之为剥落。这是由于炉衬耐火材料遭受迅速加热和冷却导致耐火材料产生应力而造成的。该应力常常超过耐火材料的强度，因而导致裂纹的相交贯穿，炉衬的碎片将会剥落或完全脱落，这种情况普遍发生在电炉炉顶上。水化也是电炉耐火材料损毁的一个因素。假如水渗入炉盖或炉墙，水或水蒸汽能侵蚀耐火材料炉衬，其中的氧化镁和其它碱性氧化物与水或水蒸汽发生如下反应而被水化。 MgO + H2O= Mg(OH)2 水化的耐火材料衬耐熔渣和钢水的渗透性差。

半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案

宜兴市中宇电冶设备有限公司 33000KVA半封闭式工业硅矿热炉技术方案 1电炉设备

1.2 电炉设备设计 1.2.1矿热炉设备设计要求矿热电炉采用半封闭型式，采用铜瓦压力环式电极把持器，电炉炉底通风冷却，炉体采用旋转炉体，炉体测温，变压器长期具备20%的长期超负荷能力。短网系统、铜瓦、进线电缆都长期具备20%以上的超负荷能力。烟道与炉盖之间设置了可靠绝缘。液压系统采用组合阀，并设置储能器。电极升降油缸上、下两端均设绝缘加以保护。高压油管两端全部带绝缘。为防止电极偏斜，设计时在炉盖、平台及电极导向装置，电极导向装置设绝缘。所有管道均设管道沟，便于检修。闸阀采用不锈钢丝杆，以增加其使用寿命。每组分水器设3路备用水路，分水器阀门采用不锈钢或铜球阀，分水器给、回水路布局合理。炉盖采用框架式水冷结构，中心区采用不导磁材料制作。电炉烟道在二、三楼之间设水冷段，以降低烟气温度。 1.2.2工艺设计要求电炉厂房柱子跨距按6m、7.5m布置。电炉车间分设四个跨区，分别是变压器跨（偏跨）7.5m、电炉跨18m、浇注跨24m、成品跨18m。电炉跨初定为五层平台分别为： a)+0.0m出渣铁轨道平台包括铁道、出铁车和铁包、出渣车和渣包等。其中+2.4m平台为局部出铁操作平台：该平台正对出铁口，包括烧穿器、出铁挡板等出炉工具等。 b)+7.0m电炉炉口操作平台

电炉控制室计算机室布置在此平台上，冷却水系统的分水器和回水槽布置在该平台上、炉口操作工具等。 C)+11.8变压器放置平台电炉设有三台单相变压器，放置在此平台上成三角形布置，为方便变压器安装、检修、更换设有变压器吊装孔。 d)+18.3m电极升降机构平台平台空间内安装有电极升降、压放装置及电炉料管插板阀。液压站也布置在此平台上。 e)+24.8m电炉电极支承及接长电极壳、加入电极糊及加料平台炉顶料仓座在此平台上。环形加料机及布料皮带均布置在该平台上，此层平台布置有可储存5～8批混合料的中间过度料仓。 1.3 矿热炉结构 1.3.1矿热炉炉体组成：炉体旋转机构、炉底、炉壳、出铁口等。炉体旋转机构严格按图纸要求施工，炉底设计、制作、安装时其平面度误差＋10mm。工字钢板下部用钢板连接并焊制一起。炉壳内径9200mm，高度5000mm，炉壳采用焊接形式。侧壁采用20mm钢板焊接，底部采用22mm钢板制作。炉体设有5个出炉口，出铁口夹角72o 炉壳分瓣制作，组装后炉壳的直径极限偏差为+18mm。 1.3.2铁口出铁排烟系统组成：由烟罩、烟气管道、电动翻板阀、烟罩及烟道吊挂等组成。在出炉时，用于对出炉口烟气进行收集、输送。排烟罩上喷涂耐火材料及打结需要的锚钩，防止烟气温度高使之变形。 1.3.4 矿热炉电极把持器组成：组合式把持器由上、下两部分组成。电极把持器上部主要包括：电极升降装置、电极抱紧压放装置，上部把持器桶及导向系统、液压机管路等。电极把持器下部主要包括：下部把持筒、防磁不锈钢水冷保护屏、炉内导电铜管、铜瓦、压力环及绝缘系统等部件。每相电极把持器设10片铜瓦，一个压力环、4

浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺

浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺摘要：本文介绍了从红土镍矿提炼镍铁几种不同的冶炼工艺，并着重分析了矿热炉冶炼镍铁工艺RKEF法，此工艺成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。采用高效、流程短、低耗能、环保等镍铁冶炼新工艺已经成为发展的趋势。关键词：镍铁；矿热炉；RKEF法 1 前言金属镍具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性，耐腐蚀，能磁化等一系列特性，广泛用于不锈钢、高温合金、电镀和化工等行业，在国民经济的发展中具有极其重要的地位。全球约2/3的镍用于生产不锈钢，镍原料的成本占奥氏体不锈钢生产成本的70%左右。 2 镍铁冶炼工艺分类镍铁冶炼工艺主要有火法理、湿法两种。对于含镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。对于氧化矿主要是含镍红土矿，其品位低，适于湿法处理；主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。 2.1 高炉法高炉生产生铁历史悠久，但普遍使用高炉生产镍铁还是中国人发明（刘光火）和研究的结果。高炉生产镍铁的流程主要是：矿石干燥筛分（大块破碎）——配料——烧结——烧结矿加焦炭块及熔剂入高炉熔炼——镍铁水铸锭和熔渣水淬——产出镍铁锭和水淬渣。 2.2 电炉（矿热炉）法这里的电炉指被称作矿热炉的电弧炉的一种，矿热炉冶炼镍铁工艺流程是：原矿干燥及大块破碎——配煤及熔剂进回转窑彻底干燥及预还原——矿热炉还原熔炼——镍铁铁水铸锭及熔渣水淬——产出镍铁锭（或水淬成镍铁粒）和水淬渣。该工艺通常是指回转窑加矿热炉工艺，在国外已有几十年的生产历史，有一套较成熟的技术和理论，国内也有少数厂家有几年的生产历史，但都是小设备生产，技术问题很多，效益也不好，近期有数家企业陆续投产和正在建设上规模的生产线。

电弧炉炉炉体和钢包的使用与维护

第一章炉体的维护炉体的维护简称护炉，它是电炉炼钢的一个组成部分。其宗旨是提高炉衬和出钢槽的使用寿命，降低耐火材料消耗，为优质、高产、多品种及冶炼的顺利进行创造条件。炼钢电炉的炉龄除与砌筑质量有关外，加强维护也是十分重要的。炉体的维护除包括烤炉、扒补炉、炉体的正常维护外，还涉及生产的连续性、设备条件、耐火材质、原材料的选择、冶炼工艺的制定及科学的管理与操作水平等。第一节影响炉衬寿命的主要因素一、高温热作用的影响炼钢电炉的炉衬常处于高温热状态，一般冶炼温度常在1600℃以上。除此之外，炉衬还要承受急冷急热。虽然这种现象在冶炼过程中是不可避免的，但应尽可能地降低或缩短高温热作用的程度与时间，如快速扒补炉与装料、保证设备运转正常，尽量减少热停工等，均有利于提高炉衬的使用寿命。二、化学侵蚀的影响．炼钢过程中，自始至终进行着各种化学反应，尤其是在渣钢界面处更为激烈，渣线的形成原因主要在于此。炉衬的耐火材料在化学反应的作用下，极易剥落，正常熔渣中含有5％—10％的MgO，就是这种侵蚀的结果。化学侵蚀与熔渣的组成及流动性有关。当渣中SiO2、P2O5，Al2O3或Fe2O3等酸性或偏酸性氧化物含量较高时，在高温下与碱性的MgO就要发生反应，生成相应的硅酸镁和铝酸镁等，使炉衬耐火材料表面熔点降低，进而加剧了炉衬的损坏。熔渣的流动性对化学侵蚀的影响主要表现在：稀渣碱度低，化学反应剧烈并能使熔池翻范，极易增加炉衬的热负荷；稠渣将使熔池升温困难、化学反应进行得缓慢，从而延长了高温冶炼时间，也促使炉衬的损坏。除此之外，化学侵蚀还与钢液中元素的组成有关。当冶炼含有较高的Mn、Si、W或含碳很低的钢，或钢中混有少量的Pb、Zn等元素时，更加剧了对炉衬的侵蚀。如温度高于1600℃，钢中锰含量大于10％以上时，Mn将与耐火材料中的Si02发生下述反应：SiO2(固)+2[Mn)=[Si]+2(MnO) (3—1) SiO2(固)+(MnO)=(MnO·SiO2) (3—1) 在上述反应进行的同时，耐火材料的软化点将降低到1150—1250℃范围内。为此，在冶炼ZGMnl3等钢时，冶炼温度不能太高，且要求操作迅速准确，以利于提高炉衬的使用寿命。冶炼高硅钢时，熔渣中相应含有较高的SiO2，降低了熔渣的碱度而侵蚀炉衬。因此，当炉中加人大量的硅铁之后，应尽快出钢，这样既能防止硅元素的极度烧损，又能保护炉衬。冶炼高钨钢时，钢液中将出现钨酸根，在高温下，钨酸根对炉底也有腐蚀作用。在相同的条件下，冶炼含碳很低的钢时，由于(FeO)的含量高，(FeO)将与耐火材料中的SiO2形成低熔点的化合物，且又要求冶炼温度较高，这对炉衬必然造成严重的侵蚀。Pb 侵蚀炉底严重，甚至能造成漏炉的恶性事故，而Zn元素对炉衬的耐火材料也十分有害，尤其是它的氧化物极易聚积在耐火材料的孔隙中，使耐火材料膨胀造成破裂。三、弧光的辐射或反射的影响电炉炼钢是靠电能转换成热能来熔化冷料和加热熔池的，这种能量的转换与传递又是借用电弧的弧光来完成。与此同时，弧光的辐射热或反射热也会作用到炉衬上而使耐火材料软化。目前，在电炉钢的冶炼过程中，弧光的辐射或反射对炉衬寿命的影响虽然还不能完全避免，但可通过各种途径尽量减少。如布料要合理，当炉底还没有形成足够深的熔池时，电极最好不要迅速到达炉底，从而防止炉底被弧光直接灼伤。装料时，固体冷料还应合理地占有熔炼室空间，使之送电后在不太长的时间里，弧光能被钢铁料所包围；在冶炼过程中，制造能将弧光包围住的泡沫渣，也能大大减少因弧光的辐射或反射对炉衬的危害。

12500KVA工业硅矿热炉的设计

第五章工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧张局面日趋严重[81]。与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水泥综合能耗高达45％。据测算，我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％[82]。因此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%，能源节约潜力仍很大（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KV A左右的小炉型（散热大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。

电弧炉炼钢的原理和工艺的详细过程

电弧炉炼钢的原理和工艺的详细过程最佳答案工艺一般都是老三期干法可分为熔化期氧化期还原期原理：电炉练刚．电炉练钢是利用电能来作热源进行冶炼．常用的电路有电弧炉和感应炉两种，而电弧炉练钢占电炉练钢产量的决大部分．一般所说电炉就是指电弧炉．电炉可全部用废钢做为金属原料，可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢，如特殊工具钢，航空用钢和不锈刚等．电炉按所有的炉衬分为酸性和碱性两种．目前主要用碱性电炉，这种炉子可以有效地祛除钢中的硫，这是其他练钢方法所及的．随着世界钢铁生产的发展，电炉钢的比例不断提高，目前占世界钢产量的30％左右，尤其以电路－连铸－连扎为特点的电炉短流程工艺的确立，使电炉钢得到了很大的发展．世界上近年来发展的新型电炉主要有超功率电炉，直流电路，双壳电炉，坚炉电炉

等．随着炉外精练工艺的发展，电炉作为初练炉的功能更加突出．电炉－精练炉的联合超作，使电炉的冶炼周期大大缩短，有生产节奏转炉化的趋势，生产效率大大提高．（累啊～～本人就是电炉练钢的本质料全部来源书）电弧炉熔炼（1）电弧炉构造及工作原理电弧炉熔炼是利用石墨电极与铁料（铁液）之间产生电弧所发生的热量来熔化铁料和使铁液进行过热的。生产上普遍使用的是三相电弧炉，其炉体部分的构造示于图1。在电弧炉熔炼过程中，当铁料熔清后，进一步地提高温度及调整化学成分的冶炼操作是在熔渣覆盖铁液的条件下进行。电弧炉依照炉渣和炉衬耐火材料的性质而分为酸性和碱性两种。碱性电弧炉具有脱硫和脱磷的能力。（2）弧炉熔炼的优缺点及其应用

电弧炉熔炼的优点是熔化固体炉料的能力强，而且铁液是在熔渣覆盖条件下进行过热和调整化学成分的，故在一定程度上能避免铁液吸气和元素的氧化。这为熔炼低碳铸铁和合金铸铁创造了良好的条件。电弧炉的缺点是耗电能多，从熔化的角度看不如冲天炉经济，故铸铁生产上常采用冲天一电弧炉双联法熔炼。由于碱性电弧炉衬耐急冷急热性差，在间歇式熔炼条件下，炉衬寿命短，导致熔炼成本高，故多采用酸性电弧炉与冲天炉相配合。图三相电弧炉体剖面简图

-矿热炉介绍及分析

一、矿热炉简介矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，亦称还原电炉或矿热电炉，电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料；常用于冶炼铁合金（见铁合金电炉），熔炼冰镍、冰铜（见镍、铜），以及生产电石（碳化钙）等。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培石墨电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。同时电石炉、黄磷炉等由于使用状况和工作状态相同，也可以归结在矿热炉内，但是由于黄磷炉的纯阻性负载情况，因此也有将黄磷炉归结到电阻炉的说法。根据矿热炉的结构特点以及工作特点，短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上，而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能，由于短网的感抗占整个系统的 70%以上，不论是高烟罩开放式炉、矮烟罩半密闭式炉还是全密闭式炉的短网系统的感抗均较大，基于这个原因，矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.6~0.8 之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无用功，浪费大量电能，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三

相间的电力不平衡加大，最高不平衡度可以达到20％以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高。因此提高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段，提高短网功率因数，改善电极不平衡度，将可以达到：A、降低生产电耗 3%～6％； B、提高产品产量 5%～15％的效果，给企业带来良好的经济效益。为了解决矿热炉自然功率因数低的问题，减少电网的损耗，提高供电质量，使功率因数达到0.9以上；并且提高矿热炉的进线电压，使电炉的冶炼功率增大，目前国内外均采用大容量矿热炉加装无功补偿装置的方法，以提高矿热炉的功率因数，而投入的费用可以在创造的综合效益中短期内收回。四、矿热炉无功补偿的意义 1、矿热炉耗能电路运行时消耗大量的有功功率，这部分有功功率转化为热能用以熔炼炉料。同时，电流从电源经线路、变压器、短网等电抗时还要消耗大量的无功功率。矿热炉本体可等效为一个非线性电阻，在运行中会出现三相不平衡和谐波等电能质量问题。 2. 矿热炉对电能质量的影响电弧炉做为非线性及无规律负荷接入电网，将会对电网和其他负载产生一系列的不良影响，其中主要是：导致电网严重三相不平衡，产生负序电流、产生高次谐波、其中普遍存在如2、4次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化，功率因

矿热炉电路分析与操作电阻的应用公式

矿热炉电路分析与操作电阻的应用公式 2019/10/23 矿热炉的主电路矿热炉的电路比较复杂，图1是一个典型的矿热炉电路。电炉中有10kV中压电容补偿，也有低压电容补偿。图1电路的求解分两次进行，第一次从电源A、B、C看去，是一个星接电路。第二次从1#、2#、3#电极看去是炉内的星接电路，求解出操作电阻Rj和炉内电抗x，两者相减，可得主电路(包括变压器、短网)的电阻rz、电抗xz。 ▲图1 电路的求解

一次侧的电流、电压可以从互感器获得，由于有低压电容补偿，电极电流关系复杂，电极电流需要用罗氏线圈求解电极电流。根据图1列出各种电流的关系。 ▲图2 电路的求解图2是从1#、2#、3#电极看去，炉内是星接电路，可以列出电路方程式: 根据图2和方程组(1)可以求解操作电阻。操作电阻的求解不能用检测电极对炉底电压除以电极电流获得，

这种做法由于假炉底和炉底电阻的影响会产生较大误差，40.5MVA电石炉实际检测对地电压比电极对熔池电压高8%～10%，对地电阻比操作电阻高约20%。求解三相不平衡系统，必须分析基本电路，采用矢量方法、三角学的方法，高等数学方法和矩阵算法来获得电路求解。为此推导出三相不平衡系统所有的电阻和电抗值的求解方程组。并且定义一套联立方程，解出这组方程，获得操作电阻Rj和主电路电抗xj、主电路的电阻rj。炉内导电状态分析矿热炉内电路比较复杂，基本电路可以简化为图3的电路。电极→炉料→电极加热炉料的炉料电流;电极到熔池加热熔池的熔池电流。

▲图3 矿热炉内部电路示意图有些电炉，从电极→炉料→炉壁→炉底到熔池会有电流流过。这是由于电极到炉墙的距离太近，容易损坏炉墙，需要保持电极到炉墙合理的距离，应当极大减少甚至忽略这种电流才能保证坩埚(熔池)功率。矿热炉内导电可以分为炉料导电电流和熔池导电电流两种形式，有些场合把炉料电流称为横向电流。简化炉内电路分析炉内导电状态，对研究炉内热能分布，提高热效率极为重要。根据图3简化电路，得图4、图5，可以获得操作电阻的另外一种表达形式。 ▲图4 矿热炉内部电路简化图

矿热炉节电措施(新版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理）单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 矿热炉节电措施(新版)

矿热炉节电措施(新版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。随着国民经济的快速发展和国家产业政策的调整，电炉变压器单台容量在6300KVA以下的被彻底淘汰，而6300—12500KVA，电压等级在35KV—110KV电弧炉的用电负荷在工业用电中所占的比例越来越大，就我局而言，近几年来，年供电量达22.5亿千瓦时，矿热炉炉负荷所占比例在75%左右，对矿热炉设计、安装、运行生产过程进行节能技术的深入了解和研究，最大限度地利用有限的电力能源和资源，更好地服务地方经济发展，是我局长期关注并积极研究探索的课题。笔者就矿热炉节电技术措施作粗浅探讨，供同行参考并祈请指正。 1.矿热炉炉变压器具有的工作特性： 1.1变压器输出电压较低，一般为几十伏，最多几百伏，而输出电流则很大，往往达几万安培； 1.2安全可靠，瞬时过载能力较大,能经受长期最大负荷或短时间超负荷； 1.3变压器二次输出电压有较宽的调节范围；

工业硅技术问答

工业硅技术问答 1．什么是硅和工业硅？元素硅(Si)原来称为矽，工业硅（也称金属硅或结晶硅）是指以含氧化硅的矿物和碳质还原剂等为原料经矿热炉熔炼制得的含Si97％以上的产物。“工业硅”之称是我国于1981年GB2881-81国家标准公布时正式定名，其含意主要是指这种硅之纯度是接近于99%的工业纯度，英文称为金属硅，俄文称为结晶硅。现在人工制得硅的纯度，实际上已达到99999999999％。 2.硅和工业硅有那些特性？ ①硅的主要物理性质为:密度(25℃)2．329g／cm3(纯度99．9％)，熔点1413℃，沸点3145℃，平均比热(0～100℃)为729J ／(kg·K)，熔化热为50.66kJ／mol，纯度为99．41%的硅抗压强度极限为9．43kgf／cm2。 ②硅的化学性质：硅在元素周期表中属ⅣA族，原子序数为14，原子量为28．0855，化合价表现为四价或二价(四价化合物为稳定型)。因晶体硅的每个硅原子与另外四个硅原子形成共价键，其Si-Si键长2．35A，成为正四面体型结构，与金刚石结构相近，所以硅的硬度大，熔点、沸点高。硅不溶于任何浓度的酸中，但能溶于硝酸与氢氟酸的混合液中，与1：l浓度的混合稀酸发生如下反应： Si+4HF+4HNO3=SiF4↑+4NO2↑+4H2O 3Si+12HF+4HNO3=3SiF4↑+4NO2↑+8H2O 这个特性可用于硅的化学分析中，即先将试样硅中的硅以氟化物形式挥发，而分析硅中残留的铁、铝、钙元素。硅能与碱反应，生成硅酸盐，同时放出氢气，如： Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 这是野外制氢的好办法。

40吨电弧炉炉体设计

目录一、电弧炉简介及其发展趋势 (2) 二、电弧炉炉型算及变压器功率确定 (3) 1、电弧炉设计要求 (3) 2、电弧炉炉型计算 (4) 3、炉子的变压器功率及电极参数确定 (8) 三、电弧炉耐火材料的损毁机理及选择 (11) 1、炉衬损毁机理 (11) 2、炉顶用耐火材料 (12) 3、炉墙用耐火材料 (13) 4、炉底和出钢槽用耐火材料 (14) 附录 (16)

40吨电弧炉炉体设计说明书一、电弧炉简介及其发展趋势电弧炉是炼钢电炉的一种，也是目前世界上熔炼优质钢、特殊用途钢种的主要设备。电弧炉炼钢技术已有100年的历史，第二次世界大战后电炉炼钢才有较大发展，在最近的20年，电弧炉炼钢技术发展尤为迅速，电弧炉的应用带来了炼钢技术的革命。尽管全球粗钢年产总量的增长速度很缓慢，但以废钢为主要原料的电弧炉炼钢的产量所占的比重却在逐年上升。2001年，电弧炉炼钢占世界钢产量的40％，成为最重要的炼钢方法之一。与高炉铁水炼钢相比，其竞争优势在于投资费用和运行成本。自60年代中期提出电弧炉超高功率概念以来，电弧炉建造趋于大型化、高功率化，出现现了多种新型式的电弧炉。在发展大型电弧炉的过程中，美国曾用六支电极，由两台变压器供电，电弧炉为椭圆形。发展大容量电炉和提高电炉自动化水平，采用大功率静止式动态补偿技术，用水冷构件代替耐火材料，炉盖第四孔直接排烟与电炉周围密封罩相连接的烟尘净化系统，炉盖第五孔机械化自动化加料系统，电炉使用还原铁比例逐渐扩大，炉外废钢预热，炉内燃料助燃，强化熔池用氧，开发底气搅拌系统和泡沫渣覆盖下的冶炼工艺，从冷却水和废气中回收热能，采用全连铸，发展纤维石墨电极和采用优质高效碱性镁碳炉衬等。电弧炉炼钢得到迅速发展的主要原因： (1)废钢日益增多 (2)钢铁工业迅速增长。由于发电设备大型化和技术不断改进，可利煤用部分劣质粉发电，电的供应和价格比较稳定，使电炉炼钢有了比较可靠的基础。此外，电炉用废钢比高炉——转炉炼钢的能耗低。 (3)电炉趋向大型化、超高功率化，冶炼工艺化。 (4)投资少，基建速度快，基金回收速度。 (5)钢液温度、成份容易控制，品种适应性大，可冶炼多种牌号的钢，同时还能间断性生产。电炉炼钢是世界各国生产特殊钢的主要方法，它具有一系列的优点： (1)电炉炼钢的设备投资少、基建速度快； (2)炼钢的热源来自于电弧，温度高达4000～6000℃，并直接作用于炉料，

矿热炉能源利用与节能途径

矿热炉能源利用与节能途径锰铁矿热炉是矿热炉中的一种。炉子由专用的三相变压器供电，电极埋入料层中，在端部形成电弧，除电弧热外，尚有部份电流由一个电极经料层流到另一电极，并在料层中产生电阻热。正常生产时电弧热和电阻同时存在，通常以电弧热为主。铁合金产品电耗较高，这主要是由于原料质量不佳、操作制度不合理、管理水平低等因素造成的。矿热炉能源利用与节能途径：一、将出炉温度控制在1400℃左右锰铁生产的特点不同于炼钢，它不要求有足够高的温度以保证炉后浇注顺利进行,而只要求锰铁和渣能正常出炉即可。但根据热力学知识，用碳量和冶炼温度不同，可以得到不同的产品。对于冶炼高碳锰铁，要求炉内温度不能低于1400℃。从氧化物熔融还原过程动力学来看，由于锰铁冶炼过程各类多相反应都是在高温条件下进行，一般来说高温下各种化学反应速度都是比较快的，显然,多数情况下化学反应速度不会成为限制环节，而传质过程往往成为限制环节，对此应合理控制电极的位置，加强炉内的流动以提高传质的速度所以，对于冶炼高碳锰铁的电弧炉，合金与渣的出炉温度应控制在1400℃左右为宜。二、设法减少渣量渣量一般由入炉原料条件决定，锰矿品位越高，炉渣生成量就减少。从节能角度出发，锰铁矿热炉应尽可能选用高品位矿石。三、减少冷却水带走的热损失在保证设备充分冷却的前提下，应尽量避免冷却水带走过多的热量，将出水温度控制在40～50℃的范围内，既可以节约用水又可以达到水冷设备的要求，减少冷却水带走的热损失，从而提高炉子的热效率。四、降低炉口辐射散热，加强烟气余热回收矿热炉炉口温度较高，辐射热损失较大。在有条件的厂矿，应尽可能使炉口封闭。因为封炉口不仅可以减少或避免炉口辐射热损失，而且可以防止炉口吸入大量冷空气，从而保证有较高的烟气温度，以提高烟气的余热回收价值。不仅如此，烟气温度的提高还有利于烟囱顺利排烟，改善车间工作环境。五、降低短网的损失矿热炉短网损失较大，这主要是由于短网较长、电极夹积灰、接触电阻增大等引起的。建议进行矿热炉短网改造，尽量缩短时间的长度，同时，应经常清理电极夹表面的灰尘，更换使用效果不好的连接铜排。六、加强矿热炉的操作与管理 1)加强矿热炉操作，严格按操作规程控制料面形状、高度和电极插入深度，尽可能稳定操作； 2)合理调配，组织集中生产，尽可能减少交接班矿热炉生产波动时间，杜绝热停工和待料； 3)抓好设备维修，保证设备在较佳状态下运行，消灭各种事故； 4)加强料场管理，建立简易原料厂房,降低入炉料的水份，并实行分类堆放，由熟悉原材料情况的专人负责管理； 5)建立各层次的能源管理机构，制定和完善矿热炉节能规章，提高职工的节能意识,加强能源单耗定额管理，严格实行节奖超罚制度。