矿热炉炉内电流回路分析

矿热炉炉内电流回路分析
2019/10/13
埋弧矿热炉内部同时存在电弧导电和电阻导电。

通过炉料、金属、熔池以及炉衬的电流是由无数个串联和并联的电路构成的。

碳质还原剂是炉料的主要导电成分。

增大还原剂的粒度会减少还原剂与矿石之间的间隙，减少炉料电阻，增加料层电流分布的比例。

有渣法矿热炉内部角形电流放出的热量用于炉料的熔化和元素的还原反应，而星形电流所放出的热量用于炉渣和金属的过热。

炉揸性质的改变、焦炭层几何尺寸和形状变化都会使星形电流变化。

当角形电流比例过大、星形电流过小时，炉膛温度会下降，炉渣和金属过热度减少，从炉内排出不畅。

当星形电流比例过大、角形电流过小时，电极与导电良好的焦炭层相分离，电极四周的炉渣过热，矿石还原程度变差，元素回收率降低。

炉料的导电性随温度和炉料的熔化性变化很大。

提高温度会使炉料电阻率显著减少，导电性增加。

炉温升高时炉料膨胀，增加了炉料之间的接触压力和接触面积，
也使接触电阻减小，如硅铁75炉料在400℃时的电阻率为IΩ•m左右,而在1600℃时为0.2Ω·m。

炉料中电阻导电和电弧导电交叉在一起，炉料颗粒之间出现的电弧电压与炉料性质和温度有关。

料层下部主要是电阻导电。

矿热炉内电流分布状况对炉内热分布、
熔池结构和炉内各部位进行的化学反应影响很大。

炉内电流分布可以用以下回路来描述。

炉内电流形成如下回路：
(1)电流通过电极端部、电弧和熔池构成的星形回路;
(2)电流通过电极侧面，流经炉料与另外两支电极构成的三角形回路;
(3)电流通过电极侧面，流经炉料与炭砖(炭质炉衬)构成的星形回路。

若把电弧看成纯电阻，忽略矿热炉内部电抗因素和通过炉墙的电流。

当各相电弧电阻相等时，即有R1a=R1b=R1c=R1;当炉料电阻也相等时，即有R2ab=R2bc=R2ca=R2.熔池电阻R1处于矿热炉星形回路内，可理解为矿热炉星形回
路的相位电阻。

炉料电阻R2可理解为三角形回路的相位电阻，将其按照三角形-星形变换折算到矿热炉星形回路与R1并联。

无渣法矿热炉中，通过炉料电流的占电极电流的20%~30%,炉内电流分布状况随冶炼过程、电极位置的变化而改变。