矿热炉的用途及基本结构
发布日期： 2018-10-19 08:49:58 阅读量（8672） 作者：矿热炉的用途
矿热炉俗称电炉，是一种利用电极端部的电弧热和炉料或炉渣的电阻热将电能转变成热能，使金属等有用元素从矿石或氧化物中被还原出来的电冶金设备，由于它主要用于金属氧化矿石的还原冶炼，所以称为矿热炉或矿热还原电炉。此外，由于矿热炉的电弧大多是深埋于炉料之中，又称为潜弧炉或埋弧炉。
矿热炉用于生产铁合金时称为铁合金炉;用于生产电石时称为电石炉;用于生产黄磷时称为黄磷炉;用于生产冰铜时称为冰铜炉;用于铁合金精炼时称为矿热精炼炉;用于将预还原炉料进行熔化、金属与渣分离时，则称为熔分炉。
矿热炉生产铁合金时，大多数以焦炭作还原剂，根据生产品种的不同采用不同的原料，如以硅石、氧化猛矿、氧化铬矿作原料，则分别得到硅铁、锰铁、铬铁等系列的铁合金产品。矿热炉生产电石时，仍以焦炭作还原剂，氧化钙(石灰)作原料，经过炉内冶炼得到电石(主要成分为碳化钙)产品。矿热炉以钒钛磁铁矿为原料，煤基作还原剂时，经过炉内冶炼在得到钛渣的同时得到含钒铁水等产品。因此，矿热炉是涵盖铁合金、化工、黑色金属、有色金属等多个行业的冶炼设备。
矿热炉的基本结构
矿热炉是一种复杂的电冶金设备，它由电炉本体、炉用变压器、大电流导体(短网)、电极系统、矿热炉加料系统、冷却系统、高低压配电系统、监控及自动化系统、出铁和出渣系统、排烟除尘等系统组成。
矿热炉的基本结构如图1所示。电网提供的高压电能经过矿热炉用特种变压器转化成低电压、大电流，经过大电流导体将电流送到电极上，通过炭质电极输人炉内，在电极周围的炉料间产生电阻热和电极末端产生的电弧热将电能转换成热能，从而在炉体内形成高温反应区，进行金属氧化物矿石的还原反应。通常使用焦炭等炭质还原剂，将焦炭和被还原的金属氧化物矿石原料持续不断地加人炉内，反应区的还原反应连续进行，得到的液态产品积存在熔池内，定期打开出炉口将其放出，将金属液浇注、精整后得到合金产品，将炉渣水淬或浇注后再利用。
图一 矿热炉基本结构
矿热炉主要分为圆形矿热炉与矩形矿热炉。由于矿热炉冶炼生产时要产生大量的炉气(即烟气)，根据烟气捕集方式，圆形矿热炉又分为高烟罩敞口炉、半密闭炉和密闭炉，炉体又有固定和旋转之分。矩形矿热炉一般为固定炉体的密闭结构。
高烟罩敞口炉由于烟罩高悬在炉体上方，环境污染严重，能源消耗高，不符合国家劳动安全卫生相关规定，现已逐步被淘汰。
半密闭矿热炉(即低烟罩炉)用烟罩将炉口密闭起来，仅在烟罩侧面开设操作门，加料系统和排烟除尘系统如同密闭炉，故称为半密闭炉。这种炉子炉面上的燃烧火焰仍较大，但减少了炉面上的辐射散热。根据生产企业的管理水平及炉子设计参数的选择的差异性，该类型矿热炉各项消耗指标差别较大，能源的利用率存在着较大差距，生产过程所释放烟气的治理水平也不同，一部分企业的烟气净化装置可利用高温烟气生产蒸汽以实现余热利用，能源利用率有了较大的提高。
密闭矿热炉由于炉盖与炉体完全密闭而隔绝了空气，因此炉面上不发生燃烧，炉内产生的气体用抽气设备抽出后加以净化。密闭炉炉容量普遍较大、自动化程度高，烟气量由于炉子的密闭而大大减少，从而使烟气除尘系统的能耗降低，一般都进行烟气的综合利用，如生产蒸汽、余热发电、烘干原料、作为燃气使用，除尘器收集的粉尘可以重新利用，因此综合能耗低、元素回收率高。
高烟罩敞口式、矮烟罩半密闭式、密闭式圆形矿热炉分别如图2所示。矩形矿热炉如图3所示。
图二 圆形矿热炉示意图
a-高烟罩敞口式，b-矮烟罩半密闭式，c-密闭式
图三 矩形矿热炉
矿热炉的大小以矿热炉专用的特种变压器额定容量来衡量，如变压器额定容量为25.5MV.A的矿热炉，生产硅铁时就称为25.5MV.A硅铁炉、生产电石时就称为25.5MV•A电石炉、用预还原后的炉料生产生铁时就称为25.5MV•A生铁熔分炉。
矿热炉通过炉体形式(圆形或矩形，烟气捕集方式，炉体是否旋转)，变压器及短网布置形式(一次电压，单相变压器或三相变压器，板式短网或管式短网，是否对称布置)，电极柱系统(自焙电极或预焙电极，铜瓦或导电元件与电极的接触方式，电极升降、压放形式)，自动化控制程度，出炉方式及其浇铸形式，可以基本反映出该矿热炉的基本装备水平。
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