矿热炉设计方案.doc

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
反映温度电耗类别主要原料制成品
0℃KW*h/t
（45%）硅
2100-5500 铁
硅铁炉硅铁、废铁、焦碳硅铁1550-1770
（75%）硅
铁8000-11000
铁
合
锰铁炉锰矿石、废铁、焦碳、石
锰铁1500-1400 2400-4000 灰
金
炉铬铁炉铬矿石、硅石、焦碳铬铁1600-1750 3200-6000 钨铁炉钨晶矿石、焦碳钨铁2400-2900 3000-5000
硅铬炉铬铁、硅石、焦碳硅铬合金 1600-1750 3500-6500
硅锰炉锰矿石、硅石、废铁、焦硅锰合金 1350-1400 3500-4000
碳
炼钢电炉铁矿石、焦碳生铁1500-1600 1800-2500 电石炉石灰石、焦碳电石1900-2000 2900-3200 碳化硼炉氧化硼、焦碳碳化硼1800-2500 约 20000 （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
6300KVA9000KVA12500KVA16500KVA25000KVA
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
闭
压力环／锥型压力环／压力环／压力环／压力环／把持器
环锥型环锥型环锥型环锥型环铜瓦锻造锻造锻造锻造锻造电极升降液压／卷扬液压／卷扬液压／卷扬液压液压
块式／电极压放气囊／块式气囊／块式气囊／块式块式／带式
带式
管式水冷电管式水冷短网管式水冷电缆管式水冷电缆管式水冷电缆
缆电缆
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 14~18mm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 ㎜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 ㎜，外敷 20 ㎜厚硅酸铝纤
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。

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 钢板制作，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。

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。

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。

上下抱闸和压放油缸组成
电极带电自动压放装置。

电极系统共三套，每套包括电极筒 1 个、把持筒 1 个、保护套 1 个、压力环 1 个、铜瓦 6～ 8 块。

把持器的作用把持住自焙电极，保护大套、压力环、铜瓦依顺序都吊挂固定在其上面，每根电极上设6～8 块铜瓦，是通过压力环上的油缸和顶紧装置，形成一对一顶紧铜瓦，压力均匀，可保证铜瓦对电极的抱紧力均衡，铜瓦与电极的接触导电良好。

把持器上部由台架与二个升降油缸联接，油缸的支座是固
定在三层平台的钢平台上，在钢平台上一定的范围内根据需要可调
整极心圆。

每根电极上设有单独电极自动压放装置，由气囊抱闸（或
液压抱闸）抱紧电极，充气气囊抱紧电极，放气气囊松开电极；上、
下气囊抱闸由导向柱和压放油缸相联接，下气囊抱闸与把持筒相联
接，冶炼时下气囊始终抱紧电极，只在压放时才与上气囊配合交替松开夹紧电极，完成压放动作。

冷却水系统
冷却水冷系统是对处于高温条件下工作的构件（包括短网、压力环、保护大套、炉壳、烟罩、烟囱）进行冷却的装置，它由分水器、集水箱、压力表、阀门、管道及胶管、接头等组成。

短网（包括水冷铜管、水冷电缆、铜瓦）压力环的水路专
门设有放水装置用于检修、抢修时可快速排水。

水冷短网及压力环、保护套的冷却水要求：软水，进水温
度≤ 30℃，出水温度≤ 50℃。

2.主要电气设备
矿热炉变压器
采用低损耗节能型壳式矿热变压器，有载电动调压，强循环，油水冷却器，阻抗电压 4~6%，一次侧电压可为 35～ 110KV，二次侧电压
分为 5~27 级（不同容量变压器和不同冶炼品种采用不同的二次电压
级），前几档为恒功率，后几档为恒电流，并要求超负载能力＞ 25%，
采用侧出线管式联接方式。

高压供电系统
高压供电系统由 35KV（或 110KV）馈电经变压器隔离开关，真
空断器送至电炉变压器，同时可以根据用户要求设计谐波吸收装置和
一次补偿。

压供电系统
设动力变压器，动力电源送至主室动力柜，送至水泵、变压器、
调压装置、控电电源、 PLC电源、液压站及空压机室，低压可以增加
二次补偿。

3.主要辅助设备
可根据用户需要自备或用我公司设计、制造的设备或图纸。

上料、加料系统设备
上料设备可选用皮带上料，单斗提升机上料，斗式提升机、料斗、料罐和单梁电动葫芦上料。

加料设备可选用布料小车。

钢料仓→下料管→电磁振动给料机→自动插板阀→下料管。

出炉设备：铁水包、铁水包龙门吊钩、运包车、地卷扬机。

浇铸设备：锭模
捣炉机、加料机、烧穿器。

除尘设备
高压补偿，二次低压补偿。

（选择使用）
五、矿热炉硅锰合金冶炼生产工艺流程
六、安全操作规程
1、作业前，必须按规定穿戴好劳动防护用品，检查所用工具，设备
是否完好，各种安全防护保险装置，必须齐全有效。

2、操作的各种开关、阀门、信号等装置必须设有醒目的安全标示，
严防操作失误。

3、电炉在投入或者停止生产前，必须与生产调度及相关单位（岗位）取得联系。

停、送电时，必须先将电极提升至上限。

送电时先合高压
隔离开关，后合油开关及操作开关，停电时反之、严禁带负荷拉合隔
离开关。

4、冶炼过程中不准停止可控硅控制系统运行和切换电压。

5、推捣炉膛料面前，必须先活动电极消除悬挂，在进行推捣料操作。

操作时不得敞开炉门，严防塌料喷火伤害。

6、经常进行设备运行检查，发现问题及时处理和报告，做好设备运
行记录。

7、设备运行时，不得维护、调试、清扫设备带电、旋转、高压等危
险部位，进行机械电气设备维护检修时，必须停机拉闸挂检修安全警示牌。

8、操作本岗位配套设备时（如空气压缩机、电动葫芦）等，必须严
格遵守其安全操作规程，采用电动葫芦吊运台下物料时，必须上下有人监护。

上料时料斗装料不得过满和从人体上方吊运。

9、用氧气烧铁口时，要有专人指挥，胶管与铁管连要牢固，操作时
不得将手抓在接头处，严防氧气回火和渣铁喷溅烫伤。

严格遵守氧气
瓶使用管理规定。

10、填充铁水包沙眼的沙子必须精选，不得带有石子和杂质，铁水沟、铁水包、铁模及出铁场地，必须保持干燥。

接触铁水的工具必须烘干
烤热，严防铁水爆炸事故。

11、配合行车工吊装渣铁时，要站在吊物摆动不被挤压的安全位置挂钩，手不能抓在钩链活动部位和将脚伸入被吊物下指挥起吊，严防吊物伤害。

12、不准在炉基周围取暖休息和烘烤衣物。

13、严格执行定置管理规定，保持作业场所清洁，道路畅通。