3 第三章 矿热炉
矿热炉的原理
矿热炉的原理矿热炉是一种用于高温矿石加热和冶炼的设备。
它基本上是由炉膛、燃烧器、排烟管和温度控制系统等部分组成。
其工作原理涉及到燃烧、传热和矿石冶炼等多个方面。
首先，矿热炉采用的燃烧器是关键组成部分。
一般来说，矿热炉中所使用的燃烧器会将燃料和空气混合并着火。
燃料可以是天然气、重油、煤等，而空气则是为燃烧提供所需的氧气。
在燃烧过程中，燃料被氧气氧化，产生的热能被释放出来，并且化学反应的产物如二氧化碳、二氧化硫等将会通过排烟管排出。
因此，燃烧器的设计和操作对矿热炉的高效工作至关重要。
其次，燃烧释放的热能将通过传热的方式传递到炉膛和矿石上。
炉膛通常由耐火材料构成，它们能够承受高温和化学腐蚀，在矿石冶炼过程中起到保护作用。
同时，炉膛的结构也有利于加热的均匀分布，确保矿石得到均匀的加热。
在矿热炉内部，通常会放置一种被称为“铁护板”的耐火材料，它不仅能够稳定矿石料床的形状，还能阻止煤气对矿石的直接接触，降低燃烧产生的有害元素对矿石的污染。
这样，矿石料床得以在合适的温度下进行冶炼反应。
另外，矿石冶炼是矿热炉的核心功能之一。
在矿热炉内，矿石与高温煤气接触后，会发生一系列冶金反应。
具体来说，矿石中的金属成分在高温下与煤气中的氧气反应，生成金属氧化物。
随后，金属氧化物会进一步还原成金属，并在矿石的表面沉积下来。
该冶炼过程中涉及到的化学反应相当复杂，但主要原理是将金属与氧气分离，使金属转化为可用于后续加工的形式。
冶炼过程中释放的热量也有助于维持矿石料床的温度，以保证反应的持续进行。
最后，矿热炉通常还配备了温度控制系统。
通过控制燃烧器的燃料供应、空气流量和炉内的温度分布等参数，可以调节矿热炉的工作状态。
例如，可以通过增加或减少燃料供应来调节炉内的温度，从而控制矿石冶炼过程的进行。
同时，温度控制系统还监测炉内的温度分布，以确保矿石得到均匀的加热。
这些控制措施有助于提高矿石的冶炼效果和燃烧效率。
综上所述，矿热炉的工作原理涉及到燃烧、传热和矿石冶炼等多个方面。
矿热炉基本知识
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）液压系统纤维板。
炉底碳砖厚度为800～1200㎜。
炉口采用碳化硅刚玉砖，流料槽采用水冷结构。
根据需要也可增加水冷炉门。
1.2矮烟罩采用全水冷结构或水冷骨架和耐热混凝土的复合结构。
其高度以满足设备维修的需要，全水冷结构采用水冷骨架、水冷盖板和水冷壁及水冷围板。
水冷骨架采用16～20#槽钢制成，三相电极周围内盖板采用无磁不锈钢板制成，外盖板及围板采用Q-235钢板XXX，并设有极心圆调整装置和三相电极水冷保护套和绝缘密封装置。
水冷骨架和耐热混凝土复合结构采用烟罩侧壁由金属构件立柱支撑并通水冷却，四周用耐火砖砌筑而成，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。
矿热炉基本知识
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：1.1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。
炉底采用18〜20伽厚钢板，炉体采用25〜30#工字钢支撑，自然通风冷却炉底，炉壳设有1〜2个出料口，炉衬采用高铝耐火砖和自焙碳砖无缝砌筑新工艺，炉墙厚度为460〜690伽，外敷20伽厚硅酸铝纤维板。
矿热炉及附属设备检修、测温管理考核与奖励实施办法
矿热炉及附属设备检修、测温管理考核与奖励实施办法第一章、矿热炉液压系统使用管理与考核办法一、操作：1、矿热炉液压系统正常工作时，禁止任何部门及个人擅自对液压系统的系统压力、工作压力进行调整。
2、因生产需调整液压系统相关压力、流量等参数的，必须经设备科同意。
3、夏季矿热炉液压系统油温保持在38～42℃，系统压力控制在12～13MPa；工作压力控制在8～9.5MPa。
二、处罚：1、违反上述规定相关要求，考核责任部门500～1000元，考核责任人200～500元。
2、若因误操作导致液压系统无法正常运行，影响生产或造成人身安全、设备事故，按公司相关规章制度进行处理。
第二章、电极压放及油站、电极壳管理与考核办法一、矿热炉电极压放及油站管理与考核：1、执行压放及油站管理规定，不得存在跑、冒、滴、漏现象。
未能严格执行压放及油站管理规定，存在跑、冒、滴、漏现象，扣罚责任人100元/次。
2、设备压放系统及油站系统要定期进行检查和保养，必须确保备件储备充足，未按照规定执行的，扣罚责任部门100元/次。
二、电极壳管理与考核：1、严格执行电极壳管理规定，保质保量保证电极壳的制作。
未能严格执行电极壳管理规定，不能保证电极壳的制作质量，扣罚责任部门100—500元/次。
2、电极壳制作材料的进厂必须进行严格的验收，确保材料的质量，电极壳的运输和吊装要在确保安全的前提下实施，电极壳的焊接要保质保量，避免由于电极壳的焊接质量问题造成故障或事故，未按照规定执行的，扣罚责任部门100—1000元/次。
3、工程安装公司承担二期电极壳的制作、拉运等工作应严格执行公司的《电极壳管理规定》，违反公司相关规定的，严格按照公司的相关规定进行扣罚。
第三章、矿热炉检修管理考核与奖励办法一、有计划的对矿热炉技改、大修管理与考核规定：1、冶炼车间根据炉台情况确定要对矿热炉进行技改或大修，必须有情况说明申请报告、技改或大修方案，并报公司有关领导审批通过。
矿热炉PPT精选文档
2.2 主要零部件及作用
矿热炉简介
目录
• 1. 矿热炉简介
• 1.1 矿热炉简介 • 1.2 矿热炉原理 • 1.3 矿热炉工艺 • 1.4 矿热炉分类和用途
• 2. 矿热炉主要零部件
• 2.1 主体构造 • 2.2 主要零部件及作用 • 2.3 主要备件
• 3. 重要辅机及配套设备 • 3.1 进料装置 • 3.2 出料装置 • 3.3 捣炉机 • 3.4 余热处理 • 3.5 除尘系统 • ห้องสมุดไป่ตู้. 设备供货范围和订货要求 • 5. 设备安装调试与维护
罩内的负压，实现向外排烟的。每台电炉设有2个烟道， 烟道是用钢板和型材制作的。烟道由下部水冷段，烟管段 、钟罩阀和烟道吊挂组成。 • 烟道下部水冷段座在矮烟罩的梁圈上，它是通水冷却的。 烟管段分成若干节，直接通到屋顶外。屋顶外的烟道口上 设有钟罩阀，钟罩阀是用来封闭烟道的。钟罩阀是用烟道 油缸来开闭的，当需要接入除尘器时关闭钟罩阀，烟气通 过三通在风机的作用下将烟气送入除尘器。
1.3 矿热炉工艺
• 矿热炉通过加料装置间断加料入炉，捣炉机维护料面，配 备开堵眼机或电弧烧穿器等开口设备开铁口，液体合金流 入铁水包等容器中，然后运输至模具处进行浇注，冷却后 ，产品入成品库。铁渣则通过出渣口间歇式排出。
1.4 矿热炉分类和用途
• 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。
2.2 主要零部件及作用
铜瓦结构
• 导电装置
• 传统的导电装置一搬包括集电环、导电铜管和铜瓦。 集电 环主要起均压作用，将电流集合起来，然后再分配给导电 铜管，以使每根电极上每块铜瓦的电流基本相等. 铜瓦是 将电能送到电极的主要部件。铜瓦用紫铜铸造，其内部有 冷却水管，铜瓦与电极接触面允许的电流密度在 0.9~2.5A/cm2范围内，铜瓦的高度约等于电极直径，铜瓦 数量可根据每相电极的电流来计算。电极烧结带是整个电 极强度的薄弱环节，铜瓦对电极的抱紧力为0.05~0.15MPa ，接触压力来源于电极把持器。采用组合把持器的电极有 助于改善电极烧结。
矿热炉基本知识
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
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。
矿热炉基本知识
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。
什么是矿热炉
矿热炉的基本原理与构造一矿热炉的原理用途矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。
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，连续作用的一种工业电炉。
二矿热炉的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，炉盖、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。
矿热炉共分三层第一层为炉壳、炉衬、出铁系统、烧穿器等组成。
第二层（1）炉盖。
现代人型矿热炉人多数采用密闭式，具有密封炉盖。
采用这样的结构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）电极夹持器。
人多数矿热炉都由三相供电，按正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，焦碳和沥青煤油拌合成的电极料，在电炉工作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。
矿热炉基本知识
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
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。
矿热炉课件
2.2 主要零部件及作用
• 短网
2.2 主要零部件及作用
• 短网补偿
• 矿热炉的系统电抗的70％是由短网系统产生 的，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0.7~0.8 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，且被电力部门 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％
3.1 进料装置
• 电炉自动加配料系统
3.1 进料装置
• 电炉自动加配料系统 • 系统包括：微机自动配铁装置，无线遥控
备料系统，感应电炉熔炼管理系统，可以 实现全部数据集中监控、统计、成分自动 计算。还包括多台电炉加料车， 无人化行 车自动加料PLC控制系统，可以实现行车自 动吸料、自动放料、自动称量。 • 整个炉后配料无人操作。系统各部分均有 手动、自动，保证在出现异常时能保证生 产。控制系统可以远距离控制配料系统进
2.2 主要零部件及作用
• 冷却水系统 • 由给水系统将水送至高处平台上，然后由
水冷系统将水经水分配器对短网、水冷烟 罩、水冷烟囱、压力环、铜瓦、水冷大套 等进行冷却。另一路将水送入变压器的强 油水冷装置冷却变压器。
2.3 主要备件
• 1) 砌炉用耐火材料； • 2) 电极糊； • 3) 变压器轨道及紧固件； • 4) 液压介质； • 5) 铜瓦； • 6) 水冷电缆；
3. 重要辅机及配套设备
3.1 进料装置
• 目前常用的电炉加料系统包括以下两种： • 1.电炉振动输送加料车 • 2.电炉自动加配料系统
3.1 进料装置
• 电炉振动输送加料车
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水冷却
2.5～3.0
理论计算水冷却铜导体的电流密度选择在2.0～2.5之间比较合理
28
电极系统
矿热炉电极的分类
电极把持器结构
电极压放控制系统
29
矿热炉电极的分类
石墨电极—采用石油焦为主原料，沥青和焦油作粘结剂，挤 压成圆柱状电极坯后，装入专门的石墨化电阻炉 内制成的（生产周期达3—4个月）；
12
变压器感应电动势计算
E＝ 2 fAm Bm 10
Bm－磁通密度（Gs）
8
（V）
式中：Am－铁心截面积（cm2）
f －交流电频率（Hz）
13
变压器铁心计算
有效铁心截面积：
Am k S （cm2）
式中：
kφ－铁心磁导率系数，武钢冷扎硅钢片20.5
S’－单相变压器容量或1/3三相变压器容量（kVA）
c-z
b-y
a-x
23
二次短网设计与经济运行的关系
短网截面选择的原则：
（1）用安全运行电流密度选择导体截面积 （2）用经济运行电流密度选择导体截面积 （3）克服集肤效应影响选择几何形状
24
矿热炉节电的技术措施之一 短网布置与导电体截面积选取
焦耳-楞次定律： Q=0.239I2Rt
工频电流中的导体集肤效应
长期超负荷运行（＞ 30%）
3
矿热炉参数
设备参数
熔炼特性参数
电气参数 变压器容量 电极电流 二次侧电压
炉型参数
电气特性 功率因素 相平衡 操作电阻
操作制度
炉膛直径
炉膛深度 电极直径
电极插入深度
化料速度 炉料透气性
极心圆大小
4
矿热炉主要设备组成
（1）炉用变压器 （2）短网系统
（3）电极系统 （5）水冷系统 （7）除尘系统 （4）炉体部分 （6）加料系统
32
自焙电极烧成过程在电极垂直方向上的变化
（1）构成电极的两种材料（钢、碳）的电阻与 温度的影响关系是相反的，在电极烧成过程起
互衬作用；
（2）电极电流由主要通过电极壳和筋片过渡到
全部通过烧成的碳素电极；
（3）电极承受的重量由电极壳和筋片承重过渡 到完全烧成的碳素电极承重。
33
电极糊技术指标
牌号 项目
体积密度 /g·cm-3 ≥
注：THD-1，THD-2用于封闭电炉，也称封闭糊。其余各牌号用于敞开电炉，也称标 准糊。
34
自焙电极把持器
（1）径向大螺钉顶紧式把持器 （2）径向油压环式把持器 （3）锥形环式把持器 （4）埃肯组合式把持器（取消传统铜瓦）
35
铜瓦结构示意图
a: 1-安放导电铜管处；2-固定导电铜管螺栓装置处；3-U形冷却管；4-联紧螺栓凹形穴 b: 1-U形管;2-铜瓦本体;3-锥形块; 4-绝缘云母
灰分/%≤ 挥发分/% 耐压强度 /MPa≥ 电阻率 /μΩ·m≤
THD-1 THD-2 THD-3 THD-4 THD-5
5.0
6.0
7.0 9.5~13.5 19.6 80 1.36
9.0
11.0
12.0~15.5 12.0~15.5 17.0 68 1.36 15.7 75 1.36
11.5~15.5 11.5~15.5 19.6 90 1.36 19.6 90 1.36
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液压传动电极升降机构
液压升降电极图 1-电极 2-导电颚板 3-锥形环把持器 4-软铜带 5-集电环 6-电极护筒 7-电极升降油缸 8-下闸环 9-上闸环
44
电极压放机构
45
不同冶炼模式的矿热炉
1）矿热炉冶炼不同产品的所需温度和能量
2）冶炼工艺与电热转换形式
3）铁合金生产的三种冶炼模式
△
c 三相变压器△-△接线 d 三台单相变压器
19
短网基本计算公式
交流电阻公式：R j k 0 R50 k1k 2 20 1 t ( ) s
集肤效应系数公式： k1
l
Rj Rz
kr 0 f
2l 简化电感计算公式： M 2l ln 1 10 9 (H) L g
U2
kB
U1 U2
I2 I1
N1 N2
11
式中：N1－高压线圈的匝数；N2－低压线圈的匝数
矿热炉炉变二次电压调压方式
矿热炉变压器在制造行业称作特种变压 器，与电力变压器不同的特点是：电力 变压器的二次电压恒定，一次电压随电 网波动调整；矿热炉变压器是一次电压 恒定，二次电压在一定范围内调整。
FeMn75C7.6 Mn65Si17 Mn60Si30 FeAl25Si30 FeAl50Si20 FeSi45 FeSi75
理论电耗（Kwh/t）
不同牌号的铁合金
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铁合金生产的三种冶炼模式
要求能量在渣层放出的埋弧和热炉口操作（A型）
要求能量集中在反应区的埋弧和冷料面的操作（B型）
要求能量在熔池表面放出的明弧和热炉口操作（炼钢炉）
式中：k0、k1、k2—分别为交流电阻系数、集肤效应系数、邻近效应系数； Rz—直流电阻；κ—导体电导率；μ0—空气磁导率；Kr—几何均距； ρ20—导体20℃时电阻率；Δt—温升；α—电阻温度系数；l—导体长度； s—导体截面积。
20
短网平面布置图
21
短网立面布置图
22
三相变压器短网设计改进
26
国内部分企业短网运行情况调查汇总表
产品 短网压降 % 19.23 13.72 39.8 铜管 2.79 4.1 3.7 1.97 电流密度（A/mm2） 铜排 水冷电缆 2.92 3.83 1.56 补偿器 2.92 3.83 地区 内蒙古包头 内蒙古鄂盟 四川雅安 备注 二次补偿 二次补偿 裸铜电缆
冶炼模式
有渣法冶炼（Mn系、Cr系） (MO)渣中+C M+CO 无渣法冶炼（Si系） MO+C M+CO
电热——转换形式
电阻加热为主 有焦炭层 电弧加热为主 无焦炭层
不同种类铁合金产品的理论电耗
7700 7200 6700 6200 5700 5200 4700 4200 3700 3200 2700 2200 1700
14
炉变容量与变压器二次电压选择
前苏联A.C.米库林斯基的矿热炉变压器二次电压计算公式
U 2 K u 3 Ps
式中：Ps－视在功率kVA；
（V）
Ku－与铁合金产品及变压器容量相关的系数 用炉口导纳计算变压器二次电压
U2
3 S 3G
（V）
G
1 RL rw
（西门子）
式中：S”－运行容量VA；RL－炉口电阻；rw－短网电阻
T = 1637 ℃ ∆H = 24637kJ/kg (Si)
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冶炼温度和入炉功率
电弧热— 热等离子体 3×103～4×104 K
冶炼温度
（属低温等离子体；核聚变、激光聚 变，属高温等离子体，106 ～108K）
电阻热— 焦炭层、熔体<3×103 K
功率密度—维持反应温度的电能输入要求
49
冶炼工艺与电——热转换形式
15
炉变容量与变压器二次电压选择
电极周边电阻系数（安德列系数）
不同产品k因子不同，同一产品k因子是常数
k
电极功率密度
U2 I2
d
（kw/cm2）
4P 3 d 2
式中：P－炉口有效功率kW
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直流电源内阻与灯泡电阻
r
k
R
17
炉子电压圆图
18
Y
短网三种接线方式
Y
a 三相变压器Y-△接线 b 三相变压器Y-△接线
自焙电极—将专用电极糊（soderberg paste）加入特制的钢质 电极壳内，在冶炼过程中自动焙烧硬化而成； 碳素电极—采用无烟煤和焦炭为主原料，沥青和焦油作粘结 剂，挤压成型的电极通过焙烧成形。
30
自焙电极烧结示意图
80℃ 200℃
800℃
1200℃
>2000℃
31
自焙电极壳与筋片
自焙电极壳一般由1.25～3mm的薄钢板焊接 而成，每节长约1m，在钢质圆筒内焊有6～8个 筋片，其高度约为电极直径的0.2～0.35倍，筋 片上开有三角榫或圆孔。自焙电极横截面上， 钢板面积与碳素材料的面积之比（铁比）一般 为1.3%左右，对大型电极，其值不超过1.7%。
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矿热炉内生成硅、锰金属的温度和能耗
（MnO）+ C ＝ [Mn] + CO (1) (J/mol)
G 0 = 268990 － 183.5T
T = 1192 ℃
∆H = 4890kJ/kg (Mn) (2)
（SiO2）+2C＝[Si] + 2CO
0
G = 689860 － 361.38T (J/mol)
5
矿热炉主体设备示意图
1-高压母线；2-油开关；3-电炉变压器；4-高压线圈；5-低压线圈；6-铁芯； 7-铜排；8-软电缆；9-导电铜管；10-铜瓦；11-电极；12-炉衬；13-熔池
6
普通矿热炉设备示意图
7
封闭式旋转电炉断面图
1-炉衬；2-炉壳；3-炉盖；
4-旋转机构；5-把持器；
6-电极；7-加料系统；
导体名称
集肤深度mm 铜 （50℃） 9.24 铝 （50℃） 11.72 石墨电极 （1000℃） 21.95 碳素电极 （1000℃） 44.81 自焙电极 （1000℃） 50.70
注：上述数据是按着圆柱体的几何形状计算的。