一 原理用途

      礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐。它主要用于還原冶煉礦石，碳質還原劑及溶劑等原料。主要生產硅鐵，錳鐵，鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等鐵合金，是冶金工業中重要工業原料及電石等化工原料。其工作特點是采用碳質或鎂質耐火材料作爐襯，使用自培電極。電極插入爐料進行埋弧操作，利用電弧的能量及電流通過爐料的，因爐料的電阻而產生能量來熔煉金屬，陸續加料，間歇式出鐵渣，連續作用的一種工業電爐。

礦熱爐主要類別、用途

（1）電耗值隨原料成分，制成品成分，電爐容量等的不同而有很大差異。這里是約值。

二 結構特點

      礦熱爐是一種耗電量巨大的工業電爐。主要由爐殼，煙罩、爐襯、短網，水冷系統，排煙系統，除塵系統，電極殼，電極壓放及升降系統，上下料系統，把持器，燒穿器，液壓系統，礦熱爐變壓器及各種電器設備等組成。

礦熱爐設備共分三層布置

第一層為爐體（包括爐底支撐、爐殼、爐襯），出鐵系統（包括包或鍋及包車等），燒穿器等組成。

第二層

 （1）煙罩。礦熱爐目前大多數采用密閉式、或半密閉式矮煙罩結構，具有環保和便于維修，改善操作環境的特點。采用密閉式結構還可把生產中產生的廢氣（主要成分是一氧化碳）收集起來綜合利用，并可減少電路的熱損失，降低電極上部的溫度，改善操作條件。

 （2）電極把持器。大多數礦熱爐都由三相供電，電極按正三角形或倒三角形，對稱位置布置在爐膛中間。大型礦熱爐一般采用無煙煤，焦碳和煤瀝青拌合成的電極料，在電爐冶煉過程中自己培燒成的電極。

 （3）短網

 （4）銅瓦

 （5）電極殼

 （6）下料系統

 （7）倒爐機

 （8）排煙系統

 （9）水冷系統

 （10）礦熱爐變壓器

 （11）操作系統

 第三層

 （1）液壓系統

 （2）電極壓放裝置

 （3）電極升降系統

 （4）鋼平臺

 （5）料斗及環行布料車

  其他附屬；斜橋上料系統，電子配料系統等

三、礦熱爐主要配置方案

四、礦熱爐主要設備

  1． 主要設備：本設計選用矮煙罩半封閉固定式礦熱爐，主要設備

  選擇如下：

  1.1爐體

       爐體是由爐殼、爐襯、爐底支撐等構成，爐殼采用14~18mm厚鋼板焊接而成的圓筒體，外部焊接有加強筋，以保證爐體具有足夠的強度。爐底采用18～20㎜厚鋼板，爐體采用25～30#工字鋼支撐，自然通風冷卻爐底，爐殼設有1～2個出料口，爐襯采用高鋁耐火磚和自焙碳磚無縫砌筑新工藝，爐墻厚度為460～690㎜，外敷20㎜厚硅酸鋁纖維板。爐底碳磚厚度為800～1200㎜。爐口采用碳化硅剛玉磚，流料槽采用水冷結構。根據需要也可增加水冷爐門。

  1.2矮煙罩

       采用全水冷結構或水冷骨架和耐熱混凝土的復合結構。其高度以滿足設備維修的需要，全水冷結構采用水冷骨架、水冷蓋板和水冷壁及水冷圍板。水冷骨架采用16～20#槽鋼制成，三相電極周內蓋板采用無磁不銹鋼板制成，外蓋板及圍板采用Q-235鋼板制作，并設有極心圓調整裝置和三相電極水冷保護套和絕緣密封裝置。水冷骨架和耐熱混凝土復合結構采用煙罩側壁由金屬構件立柱支撐并通水冷卻，四周用耐火磚砌筑而成，側壁上設有三個操作門，在爐內大面上，開啟方向是橫向旋轉式，上部有二個排煙口，與其相聯的是二個立冷彎管煙道，直通煙囪或除塵裝置。

  1.3短網

       短網包括變壓器端的水冷補償器、水冷銅管、水冷電纜、導電銅管、銅瓦及其吊掛、固定聯接等裝置。其布置型式可分為正三角或倒三角。不論那種布置，均要求在滿足操作空間的前提下，盡可能地縮短短網的距離降低短網阻抗，以保正獲得最大的有功功率。

水冷銅管、導電銅管均采用厚壁銅管，各相均采用同向逆并聯，使短網往返電流雙線制布置，互感補償磁感抵消。中間銅管用水冷電纜相連，冷卻水直接從水冷銅管經水冷電纜、導電銅管流入銅瓦，冷卻銅瓦后經返回的導電銅管、水冷電纜、水冷銅管流出爐外。運行溫度低，減少短網導電時產生的熱量損失，能有效提高短網的有功功率，同時銅管重量輕，易加工安裝，大大減少短網的投資。

  1.4電極系統：

       電極系統由把持器筒體、銅瓦吊掛、壓力環、水冷大套、電極升降裝置、電極壓放裝置等。在電極系統上我們采用了國際先進的德馬克，南非PYROMET等技術，如采用懸掛油缸式的電極升降裝置，能靈活、可靠、準確地調節電極的上、下位置。上下抱閘和壓放油缸組成電極帶電自動壓放裝置。

       電極系統共三套，每套包括電極筒1個、把持筒1個、保護套1個、壓力環1個、銅瓦6～8塊。把持器的作用把持住自焙電極，保護大套、壓力環、銅瓦依順序都吊掛固定在其上面，每根電極上設6～8塊銅瓦，是通過壓力環上的油缸和頂緊裝置，形成一對一頂緊銅瓦，壓力均勻，可保證銅瓦對電極的抱緊力均衡，銅瓦與電極的接觸導電良好。

       把持器上部由臺架與二個升降油缸聯接，油缸的支座是固定在三層平臺的鋼平臺上，在鋼平臺上一定的范圍內根據需要可調整極心圓。

       每根電極上設有單獨電極自動壓放裝置，由氣囊抱閘（或液壓抱閘）抱緊電極，充氣氣囊抱緊電極，放氣氣囊松開電極；上、下氣囊抱閘由導向柱和壓放油缸相聯接，下氣囊抱閘與把持筒相聯接，冶煉時下氣囊始終抱緊電極，只在壓放時才與上氣囊配合交替松開夾緊電極，完成壓放動作。

  1.5 冷卻水系統

       冷卻水冷系統是對處于高溫條件下工作的構件（包括短網、壓力環、保護大套、爐殼、煙罩、煙囪）進行冷卻的裝置，它由分水器、集水箱、壓力表、閥門、管道及膠管、接頭等組成。

短網（包括水冷銅管、水冷電纜、銅瓦）壓力環的水路專門設有放水裝置用于檢修、搶修時可快速排水。

       水冷短網及壓力環、保護套的冷卻水要求：軟水，進水溫度≤30℃，出水溫度≤50℃。

  2.主要電氣設備

  2.1礦熱爐變壓器

       采用低損耗節能型殼式礦熱變壓器，有載電動調壓，強循環，油水冷卻器，阻抗電壓4~6%，一次側電壓可為35～110KV，二次側電壓分為 5~27級（不同容量變壓器和不同冶煉品種采用不同的二次電壓級），前幾檔為恒功率，后幾檔為恒電流，并要求超負載能力＞25%，采用側出線管式聯接方式。

  2.2高壓供電系統

       高壓供電系統由35KV（或110KV）饋電經變壓器隔離開關，真空斷器送至電爐變壓器，同時可以根據用戶要求設計諧波吸收裝置和一次補償。

  2.3低壓供電系統

       設動力變壓器，動力電源送至主室動力柜，送至水泵、變壓器、調壓裝置、控電電源、PLC電源、液壓站及空壓機室，低壓可以增加二次補償。

  3.主要輔助設備：可根據用戶需要自備或用我公司設計、制造的設備或圖紙。

  3.1 上料、加料系統設備

         上料設備可選用皮帶上料，單斗提升機上料，斗式提升機、料斗、料罐和單梁電動葫蘆上料。加料設備可選用布料小車，鋼料倉→下料管→電磁振動給料機→    自動插板閥→下料管。

  3.2出爐設備：鐵水包、鐵水包龍門吊鉤、運包車、地卷揚機。

  3.3 澆鑄設備：錠模

  3.4 搗爐機、加料機、燒穿器。

  3.5 除塵設備

  3.6 高壓補償，二次低壓補償。

       鐵合金短網采用倒三角布置，電石爐采用正三角布置，設計合理縮短短網的距離，減少三相短網長度差距，使達到最高的功率因數，銅管采用厚壁銅管，其電流密度控制在2.5～4A/㎜2之間,布置采用雙線制，交叉排列,180°補償，其磁場抵消，水冷能使短網系統保持低溫運行，降低熱阻,減少故障，提高系統的作業率。

       爐體主要技術參數和電氣工作參數選擇合理實用，特別是爐底功率密度、爐膛功率梯度、電極電流密度、電極電壓梯度、短網電抗、短網電流密度、功率三相不平衡系數等參數計算準確，這樣確保了三相電極深穩插入爐料，達到燜燒狀態，產量高，電耗低。

      在電極系統上采用了國際上較先進的德馬克，南非PTROMET等技術，如采用懸掛油缸式的電極升降裝置，能可靠、準確地調節電極的接觸導電良好。大大提高了進入爐內的有功功率，提高功率因數。

  保護大套煙罩爐心水圈，把持筒下部等均采用了不銹鋼，大大降低了磁渦流及所造成折電損失。爐襯的砌筑采用新材料自焙碳磚，爐口采用碳化硅剛玉磚等，采用無縫砌筑新工藝，使爐襯的使用壽命提高到4～6年。

       短網采用三角形布置，距離縮短，保持最高功率因數，最低電抗和最小的三相不平衡系數；使水冷銅管和大截面水冷電纜有效降低運行溫度和減少熱停工。

       電極系統采用最新設計，保證爐膛的能量密度和電極之間的電壓梯度適合于工業硅冶煉工藝要求，保證絕緣、隔磁和耐高溫使過流能力增加，氧化剝落現象減少，減少電極消耗和縮短短網的熱停工時間，保證設備的作業率和運行率。

       電氣系統可選擇爐體控制操作系統，電極調節控制系統，檢測系統，保護電路，控制軟件組成，通過現代控制調節技術使系統始終工作在與礦熱爐阻抗相匹配的最佳運行狀態，提高設備的運行功率?？刂葡到y具有熱備份，運行系統出現故障時備份系統立刻自動投入運行，同時還具有手動功能。

       爐體可選用繞中心軸線慢旋轉，保證熱交換，減小冷區；運行系料和新工藝，保持爐壁≤50℃，減少熱輻射，節能降耗。

鐵合金、工業硅爐微硅粉塵回收系統

      鐵合金（或工業硅）生產程中產生的含氣體在除塵回收系統主風機的作用下，由安裝在原煙囪的手動或電蝶閥關閉后將含塵氣吸進除塵系統的煙氣管道中，由雙螺旋結構的旋風除塵器除去大直徑的碳粒和二次炭裝置除去小直徑的碳粒雜質，達到提高SiO2純度的目的，在正壓大布袋除塵器前安裝，有水冷密排管道和混風閥，通過PLC控制系統使合適的含塵煙氣進入布袋過濾，過濾后的凈氣從除塵器的發散口排出，粉塵進入灰斗隨輸灰系統進入包裝區域進行包裝。

       除塵回收系統由煙氣管道，雙螺旋旋風除塵、二次除碳裝置、水冷煙道、爐門野風混入控制器等組成，主引風機采用國外高涅高效耐磨技術，脈沖閥用澳大利亞戈公司進口元件。

  設計參數：                 

  煙氣流量：70000~1600000m3/h

  煙氣溫度：250~600℃

  凈化前煙塵排放濃度：1800~5700mg/m3

  凈化后煙塵排放濃度：＜50mg′m3

  除塵效率：99%

  過濾風速：0.78~1.1m/min

  微硅粉純度：95%