12500KVA工业硅矿热炉的设计
矿热炉设计方案
矿热炉简介一原理用途矿热炉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，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。
矿热炉主要类别、用途（1）电耗值随原料成分，制成品成分，电炉容量等的不同而有很大差异。
这里是约值。
二结构特点矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。
主要由炉壳，烟罩、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。
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，电子配料系统等三、矿热炉主要配置方案6300KVA 9000KVA 12500KVA 16500KVA 25000KVA矮烟罩半密炉型矮烟罩半密闭矮烟罩半密闭矮烟罩半密闭密闭炉四、矿热炉主要设备1.主要设备：本设计选用矮烟罩半封闭固定式矿热炉，主要设备选择如下：炉体炉体是由炉壳、炉衬、炉底支撐等构成，炉壳采用14~18mn厚钢板焊接而成的圆筒体，外部焊接有加强筋，以保证炉体具有足够的强度。
12500 kva矿热炉双联法生产高纯硅铁新工艺技术
国内铁合金行业专家合作ꎬ共同研究了矿热炉———
炉外氯氧混吹精炼双联法生产高纯硅铁新工艺技
术ꎮ 该工艺引入了选择性氧化法ꎬ确定了多方案渣
系ꎬ通过理论探讨创造去碳保硅的动力学条件ꎬ降低
ＣＯ 分压ꎬ确定 Ｃｌ ２ 、Ｏ ２ 混吹比例压力、时间和反应温
５０％ ｔｏ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ９０％ꎬ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ.
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ: ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ａｒｃ ｆｕｒｎａｃｅꎻ ｄｕｐｌｅｘ ｐｒｏｃｅｓｓꎻ ｈｉｇｈ￣ｐｕｒ小、产品合格率低ꎬ不
以上ꎬ获得了较好的经济效益ꎮ
关键词:矿热炉ꎻ双联法ꎻ高纯硅铁
中图分类号:ＴＦ６４５ 文献标识码:Ａ
Ｎｅｗ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｈｉｇｈ Ｐｕｒｉｔｙ Ｆｅｒｒｏｓｉｌｉｃｏｎ ｂｙ
１２ ５００ ｋＶＡ Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｍｅｔｈｏｄ
第 ４１ 卷第 ６ 期
甘 肃 冶 金
ＧＡＮＳＵ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
２０１９ 年 １２ 月
Ｖｏｌ.４１ Ｎｏ.６
Ｄｅｃ.ꎬ２０１９
文章编号:１６７２￣４４６１(２０１９)０６￣００２６￣０３
１２ ５００ ｋＶＡ 矿热炉双联法生产高纯硅铁新工艺技术
闻 斌
( 张掖市巨龙铁合金有限公司ꎬ甘肃 张掖 ７３４０１９)
ｎａｃｅ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓꎬ ｓｕｃｈ ａｓ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ＣＯ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅꎬ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ Ｃｌ ２ ꎬＯ２
12500kVA矿热炉烟气净化系统设计方案及技术
12500kV A矿热炉烟气净化系统设计方案及技术一、设计依据1．本设计依据冶金工业部《钢铁工业烟气净化技术政策规定》第七章“铁合金电炉烟烟气净化”中有关规定。
2．废气排放执行GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》中一级排放标准。
3．产生的噪声执行GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》之规定，即厂界噪声白天≤65db,夜间≤55db。
二、设计目标：1．烟气排放浓度<50mg/Nm3.系统除尘效率>99.8%。
2. 回收的硅粉其含SiO2量≥92%。
3．投资省、结构合理、维护简便，运行费用低。
三、设计参数（由厂家提供或设计手册）12500KVA矿热炉矮烟罩，半封闭式，一般情况下的烟气排放工艺参数：1、炉罩烟气量：70000Nm3/h( 标态)2、烟气温度：450 ℃3、烟气含尘浓度：3.6-5g/Nm3低压脉冲除尘系统一、概述：负压过滤式除尘系统在硅粉予处理器前端与正压过滤式没有区别。
区别在于除尘器设在主引风机前端（入口前），净化后的烟气是通过烟囱排放的。
与传统的负压过滤反吹清灰所不同的是此方案采用的是负压过滤脉冲清灰方式，所选除尘设备是：JDDM系列长袋低压脉冲布袋除尘器。
此项技术的成功应用改变了传统的负压过滤式除尘器投资大，设备体积大，清灰效果不够，设备运行阻力偏高等缺陷，脉冲清灰方式布袋除尘器应用在铁合金矿热炉上，确实是国内最新的除尘技术。
它的特点是：（1）投资省，占地面积小。
该设备选用的新型复合滤料与玻纤滤料相比其耐磨性、抗折性及剥离强度有明显提高，即能耐高温，又能提高过滤风速，是玻纤滤料的一倍，相应地减少了除尘器过滤面积，是玻纤滤袋除尘器过滤面积的一半，设备重量比较轻50%。
达到了降低投资成本，减少占地面积的目的。
（2）清灰效果好。
清灰效果是除尘器使用的关键因素，该设备采用大口径淹没式直通脉冲阀，喷吹阻力小，气压低，清灰瞬间喷吹压力达到2000pa，强力清灰彻底、效果好。
12500KVA矿热炉开炉方案
12500KVA矿热炉开炉方案第一篇：12500KVA矿热炉开炉方案12500KVA（7#炉）冶炼锰硅合金开炉方案一、电烘炉前准备工作1）检查和试车烘炉前必须对变压器、短网进行性能及安全测试，冷却系统、电极把持系统、升降系统、配料投料系统必须运行正常。
2）清扫炉膛：将筑炉后的炉内剩余材料清理干净。
3）检查除尘系统，保证除尘开启后能够正常运行。
4）垫焦层：为防止烘炉时电极与炉底相粘结应在三相电极底部垫一层厚度为200MM左右的焦炭（10-30MM）后，并用六根32MM 圆钢埋在三根电极头下连接成三角形，将三相电极平稳的座放在焦炭上。
5)调小冷却水量。
烘炉初期，电极和其他设备受热较少，因此在焦烘炉阶段需要将冷却水调至畅通但水量较小为宜。
6）堵出铁眼：为使炉眼易于打开，封堵出铁口时两头用泥球封堵，中间用焦粉填实。
7）倒抱三相电极至下限。
二、电烘炉1）试送电（电极离开焦炭层）：电烘前需对变压器进行三次分合闸试验，第一次分合闸（1秒左右），主要观察设备是否有异常，如没有，将进行第二次分合闸（10秒左右），检查变压器本体及短网有无异常现象，如没有，进行第三次合闸送电，如无异常，进行空载运行，空载运行根据实际情况定时。
2）电烘炉前需将变压器调至8档电压级。
3）电烘炉电流提什幅值表：1-8小时10A（2424kwh）8-16小时10-20A（4849kwh）16-24小时20-30A（9700 kwh）24-32小时30-40A（16973 kwh）32-40小时 40-50A（21823 kwh）4）本次电烘炉时间大约为40小时左右，用电量为5万KWH左右。
5）电烘炉时为稳定电弧和保持所规定的功率，可根据具体情况给电极周围添加新焦炭，并使焦炭绕电极成馒头体状。
6）电烘炉时应尽量少活动电极，并使三根电极负荷保持均衡，不可单独升高某相电极电流，以免出现漏糊等电极事故。
7）当出现电极负荷给不起时，若需下放电极必须有车间主任指令或其他干部亲自指挥方可停电下放，再送电后，电流要慢慢逐步给起。
工业硅矿热炉的设计说明
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6300KVA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）改变炉内反应机制；7）改变原料性能方向；8）采用自动控制方向；9）管理制度建设方向。
半密闭式12500KVA工业硅矿热炉的设计
一、半密闭式12500KVA工业硅矿热炉的设计正确设计矿热炉的结构是保障矿热炉工作性能的先决条件，是设计工作者面临的最大困难。
好的矿热炉结构设计不仅有利于炉子保障高产、优质、低能耗、少故障的生产，而且有利于节约建设成本、方便其它设备布置、保证操作顺畅。
高效、节能、先进工业硅冶炼技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。
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6300KVA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。
一）、工业硅矿热电炉特点：炉型大型化则单位热容率增大，能量供应集中，通过外围表面单位面积散热小、炉子热稳定增强，有利于降低热损失，提高冶炼效率。
冶炼工业硅采用先进技术和设备，炉变选用低阻抗电压的恒功率电炉变压器，功率因素高，超负荷能力强；短网采用通水式铜管，电极三角全补偿式外短网，短网软缆采用水冷电缆，阻抗损失小；科学选用石墨电极；有利于高产降耗，电炉炉型采用矮烟罩半密闭式，有利于收尘，工人操作环境好；电极把持器的铜瓦采用液压波纹管压紧式；电极升降采用液压，捣炉机选用半液压式大功率捣炉机。
二）、矿热电炉结构选型技术参数：在工业硅冶炼过程中矿热炉的状态与电气参数的变化密切相关，控制最佳的供电制度对保证取得好的经济技术指标十分重要。
12500KVA工业硅矿热电炉冶炼（工业硅）的日产22—25吨。
电耗11800-12800kw/吨。
1、变压器容量：12500KVA壳式强油水冷矿热炉变压器；2、一次侧电压：35KV3、二次侧电压：140～175（V）4、二次侧电压级数：17级，级差：3V5、常用电压：151（V）6、二次电流：49154（A）7、电极直径：Φ780mm（石墨）8、电极极心圆直径：Φ2350mm±100mm9、炉膛直径：Φ5700(mm)10、炉壳直径：Φ7200mm11、炉膛深度：2200mm12、炉壳高度：4300mm13、矮烟罩高度：2400mm14、电极行程：1600mm15、电极升降速度：0.5m/min16、冷却水用量：340t/h三）、电炉结构选型设计依据12500KVA交流还原电炉机械设备包括炉体、电极系统、烟罩、变压器和输电短网、液压系统和水冷系统等。
12500kVA工业硅又称结晶硅、金属硅矿热炉可行性分析报告
12500kVA工业硅矿热炉可行性分析报告1.前言工业硅（又称结晶硅、金属硅）是现代工业生产中重要材料之一，工业硅的用途十分广泛，可应用于电子、炼钢、光学、机械、汽车制造、化工、冶金、医药、国防等领域，被誉为“工业味精”。
工业硅在制取铝合金方面的用量，约占总量的50%以上。
铝硅合金的耐热、耐磨性好、热膨胀系数小，广泛用于汽车制造业、航空工业、电器工业和船舶制造等方面。
工业硅可以作为非铁基合金的添加剂，也用作要求严格的硅钢的合金剂，是炼钢、非铁基合金冶炼必不可少的脱氧剂。
在炼钢工业中，每生产一吨钢大约消耗五公斤工业硅。
化学级工业硅是国家鼓励发展的集成电路所需的现代高明技术多晶硅、单晶硅的原料。
工业硅经多工序加工成电路、电子原件必不可少的原材料，日本把钢铁、铝和半导体硅统成为三大金属材料。
工业硅在化学工业中，用于生产有机化合物如硅油、硅橡胶、建筑物防腐剂、白炭黑、馐用薄膜涂料、高档家具涂料的添加剂、装饰漆添加剂、一般工业涂料添加剂等。
工业硅还用作某些金属的还原剂，用于制造新型陶瓷合金等。
目前工业硅的应用，还在不断地开发新领域，如制造太阳能电池、制造氮化硅合成光纤等。
太阳能目前已经成为最受关注的绿色能源产业。
美国、欧洲、日本都制定了大力促进本国太阳能发展的政策，我国也于2005年3月份通过了《可再生能源法》。
这些措施极大地促进了太阳能电池产业的发展。
据统计，从1998～2007年，国际太阳能光伏电池的市场一直保持高速增长，甚至是呈井喷的态势，年平均增长速度达到30%，预计到2010年后，仍将保持至少25%的增长速度。
晶体硅是目前应用最成熟，最广泛的太阳能电池材料，占光伏产业的的85%以上，单晶硅太阳能电池光电转换效率为15%，多晶硅太阳能电池光电转换效率为12%，近年来，随着工业硅在国际市场的需求不断增大，刺激了我国工业硅生产行业的发展，使我国工业硅生产工艺技术和装备得到了一定的提高。
作为高新技术领域和重要基础产业广泛应用的结构和功能材料，工业硅消费量迅速增长，据英国权威机构CRU预测，今后几年世界范围内工业硅需求量年均增长达8～12%，其中化学级工业硅年均增长12%。
1250KVA工业硅矿热炉除尘系统环境工程设计方案 供环境工程专业人员参考
****硅业有限公司半封闭式高烟罩型12500KVA工业硅矿热炉除尘系统工程方案设计****环保公司专项设计证书编号：**********年**月目录1.概况 (1)2.设计原则、依据及范围 (4)2.1设计原则 (4)2.2设计依据 (5)2.3设计范围 (5)3.工业硅炉烟尘特性 (6)3.1烟尘成份与粒径分布 (6)3.2 工业硅炉烟尘的理化特性 (6)3.3烟尘量跟烟罩和烟囱的设计有关 (7)4.设计参数及治理目标 (8)4.1设计参数 (8)4.2治理目标 (9)4.3除尘系统的工作原理 (9)4.4除尘系统注意事项 (10)4.5除尘器的特点 (10)4.6 除尘系统的工艺流程 (10)5．主要设备选型及参数 (11)6.主要经济技术指标 (12)7．投资估算 (13)8. 运行费用 (13)9．环境效益 (14)10. 经济效益分析 (14)11.处理效果及承诺 (14)12．工期....................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.概况****硅业有限公司位于**县**镇工业园内，紧靠**河边，人烟稀少。
**县出产少量高品质的白云石（二氧化硅纯度高达99.5%以上），木材丰富，但距离盛产河床硅石的广西省**县仅60余公里（该地区出产的部分河床硅石含水晶或呈水晶态，品质极高，且相邻数县均因富产高品质的河床硅石而名扬天下），非常适合发展工业硅。
近十年来，****硅业有限公司一直专业生产工业硅。
根据市场发展的需要，该公司拟投资2600余万元，淘汰原有的1条6300KVA 工业硅矿热炉生产线，并在原址上新建1条12500KVA工业硅矿热炉生产线，严格按国家产业政策2010年标准之要求建设，既增加产能、降低生产成本，提升企业竞争力，又提高企业环保装备与水平，符合企业长远发展目标。
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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。
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、４、炉面散热269333 5.97５、炉体散热166448 3.69６、短网热损失336738 7.47７、冷却水带走热750000 16.46８、其他53370 1.19合计4506140 100 4506140 100从表5-1可以看出6300KV A电弧炉在工业硅生产过程中，电效率为92.21％，热效率为65％，能源大部分由于热效率低而被损失掉，损失途径主要是逸出气体带走热、炉面散热、炉体散热、短网热损失、冷却水带走热。
因此，提高工业硅电弧炉冶炼过程中的热效率应当是今后研究的重点。
在本文研究中，我主要从提高工业硅矿热炉冶炼过程中的热效率角度来研究工业硅冶炼能源节约技术。
提高工业硅冶炼能源的热效率是一项综合性能源节约技术，它应当包括所有能够能够提高热效率、减少热损失的技术或措施。
但是在本文中只研究炉型的大型化方向、炉型的密闭化方向、余热利用化方向、隔热设计技术四个方面来提高工业硅冶炼过程中的热效率。
因为从表5-1可以看出，工业硅矿热炉热效率低就是因为逸出气体带走热、炉面散热、炉体散热、短网热损失、冷却水带走热这五个方面热损失大。
炉型大型化则单位热容率增大，能量供应集中，通过外围表面单位面积散热小、炉子热稳定增强，有利于降低热损失。
同时炉型大型化也是今后工业硅行业发展的方向，大型炉具有热容量大、产量高、有利于二次精炼提高产品质量、单位产品成本低、便于烟气余热利用等诸多好处。
因此，研究炉型大型化不仅是降低热损失的需要，也是满足今后工业硅行业长期发展的需要，具有双重意义。
炉型密闭化或近密闭化不仅可以减少炉面热辐射损失，而且也可以减少烟气从6个炉门逸出带走的热，也是降低热损失、增加烟气回收能力、改善炉前操作环境的有力措施。
从表5-1可以看出，烟气带走热占据了供应总热量的18.35%，这部分热量又被散发到大气中，造成了能源损耗，致使能源利用率低，国内包头钢铁研究设计院曾经依据钢铁行业余热利用方式设计过余热回收装置，在某厂应用取得较好的使用效果，但是由于该余热回收装置初期投资过大，国内工业硅企业又大多数是私营企业，他们不愿意做这么大的投资，所以研究一种新型低造价、多用途、适用于大多数企业的余热利用装置（热材联产装置）很有必要，开辟一条已经被浪费掉的巨大热能集热道路具有非常重要的现实意义。
科技每时每刻都在变化，上世纪60年代所作的设计不应当在这个世纪仍然被当作模范来应用。
当前，由于国内没有实力研究机构来重新对上世纪60年代所作的工业矿热炉设计作改进，致使大多数企业仍用老的设计来建炉子，并且施工队伍都非正规研究机构或有能力去开发建设新型炉子，所以我国目前的工业硅矿热炉普遍都能耗高、设计未能跟上时代发展的需要。
问题的重要一方面反映在炉体隔热设计多年来没有多大改变，普遍使用的是碳砖层、耐火砖层、纤维板、钢板四层结构，随着科技的发展这种结构应当革新，因为国际国内新材料领域发生的一系列创新已经给我们带来了重新设计炉体结构的机遇。
上述四个以提高工业硅冶炼能源的热效率为目的的研究是目前工业硅冶炼能源节约方面尚未涉及完善但又非常重要的领域，需要既具备丰富的科学理论知识、又掌握国际国内工业硅冶炼情况的人员才能完成，它涉及到的冶金、工艺、传热、设备、设计等多方面的知识与创新要求，使得这方面的工作既具体又复杂、既艺术又有意义。
5.2大容量半密闭式12500KV A工业硅矿热炉的设计5.2.1设计依据本项工作采用如下设计规范：《中国节能技术政策大纲》（2005）；《冶金企业安全卫生设计暂行规定》（1988）；《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）；《工业炉窑大气污染排放标准》（GB9078-1996）；《工业炉砌筑工程施工及验收规范》（GB50211-2004）。
5.2.2设计内容5.2.2.1变压器选型大容量矿热炉具有单炉产量大、能量供应均衡性好、便于实现机械化、便于余热综合利用、热稳定性好、便于操作等一系列优点，是业界一致认可的矿热炉发展的方向。
为了促进国内工业硅行业冶炼水平的提高和设备装备的现代化，因此此次设计采用12500KV A容量的矿热炉变压器。
12500KV A矿热炉变压器具体技术参数如下：型号：HKSSPZ20-12500/35壳式强油水冷矿热炉变压器；额定容量：12500KVA，可超载30%；冷却方式：OFWF；一次电压（KV）：35；二次额定电压（V）：151；二次电压（V）：175,172,169,166,163,160,157，154，151，148，145，142，139，136，133共15档；阻抗电压（短路电压）：ex%=4-6%。
5.2.2.2矿热炉电气参数的确定在工业硅冶炼过程中矿热炉的状态与电气参数的变化密切相关，控制最佳的供电制度对保证取得好的经济技术指标十分重要。
一般而言，提高矿热炉的二次电压在功率一定情况下电流就可以降下来，这有利于提高线路功率因数和减少电损失，但是过分提高矿热炉电压，电极就不能深插，炉膛料面就会过热，热损失增加，硅回收率降低，因此每台电炉都有其适宜的二次电压值。
在设计电炉时往往利用米古林斯基公式[68、83]来确定矿热炉正常工作时的二次电压：V 2=KP 1/3式中：K 为电压系数，取6.0-7.5；P 是变压器额定功率，KV A 。
因此这次设计时取二次电压V 2=6.5×125001/3=150.85≈151V ，二次电流I 223V =47795.2A 。
5.2.2.3矿热炉结构设计正确设计矿热炉的结构是保障矿热炉工作性能的先决条件，是设计工作者面临的最大困难。
好的矿热炉结构设计不仅有利于炉子保障高产、优质、低能耗、少故障的生产，而且有利于节约筑炉成本、方便其它设备布置、保证操作顺畅。
1、电极直径的选取在确定矿热炉其它结构尺寸之前，必须先确定电极直径，它决定着矿热炉其它结构尺寸的大小。
电极直径有许多计算方法，一般根据电极电流和电极电流密度确定：d=2I I π∆， 式中I 2为电极电流，A ，△I 为电极电流密度 5.5-6.1A/cm 2，取5.8计算。
根据国内厂家生产碳素电极的标准，取电极直径为1050mm 。
2、极心圆直径计算极心圆直径是一个对冶炼过程有很大影响的设备结构参数，电极极心圆直径选得适当（图5-1），三根电极电弧作用区域部分刚好相交于炉心，各电极反应区既相互相连又重叠部分最小，在这种情况下，炉内热量分配合理，坩埚熔池最大，吃料均匀，炉况稳定，炉况也易于调节。
如果一设计就不适当，则热量不是过分集中（图5-2）就是热量分散（图5-3），这都会造成炉况调节频繁或根本无法调节的严重错误。
设计中极心圆直径可按下式计算：D g=ad=2.3×1050=2415mm式中a为极心圆倍数，a=2.2-2.3，这里取2.3计算。
过电极—炉料—电极或炉底时所受的阻力。
否则，炉膛内径选择尺寸过大，矿热炉表面散热面积大，还原剂烧损严重，出硅口温度低，出硅困难，炉况会恶化。
炉膛内径选择过小，电极—炉料—炉壁回路上通过的电流增加，反应区偏向炉壁，将使炉内热量分散，炉心反应区温度低，炉壁腐蚀严重，炉况也会恶化。
炉膛内径可按下面经验公式计算：D n=rd=5.8×1050=6090mm式中r为炉膛内径倍数，r=5.8-6.0，这里取5.8。
炉膛内径这次设计中取为6200mm。
4、炉膛深度计算在选择炉膛深度时，要保证电极端部与炉底之间有一定的距离、电极有效插入的深度和料层有一定的厚度。
炉膛深度若过深，电极与炉底距离远，电极不能深插，高温区上移，炉底温度低，炉底SiC会沉积，炉底上抬，堵塞出硅口，炉况变差。
炉膛深度若太浅，料层厚度将很薄，炉口温度升高，硅挥发损失增加，容易露弧操作，能耗增大。
合适的炉膛深度可按下面经验公式计算：h=βd=2.5×1050=2625mm式中β为炉膛深度倍数，β=2.5-2.8，这里取2.5。
炉膛深度这次设计中取为2700mm。
5、炉衬与炉底的结构、尺寸及材料选择一般而言，炉衬、炉底结构包含了工作层、保温层、隔热层、绝热层、钢板层5个主要层次，但是每个层次的具体尺寸却是很有技术含量的，因为这涉及到筑炉成本、炉子性能、炉子寿命等许多经济因素。
炉衬厚度过厚，引起筑炉成本上升，占地面积扩大，炉衬表面积增加，散热面积也增大；炉衬厚度过薄，抑或炉衬强度不够，抑或无法保温。
炉底厚度亦是如此。
国内外对炉衬、炉底散热强度计算表明，保持炉衬与炉底热损失为2-4%是合理的范围内[84]，或者保持炉衬表面温度在70-120℃是允许的。
因此按照这个条件以及结合所选择材料的使用温度,根据传热学知识可确定炉衬与炉底工作层、保温层、隔热层、绝热层的厚度，钢板层的厚度根据强度需要而定。