铁合金精炼炉电弧炉设备

铁合金精炼炉电弧炉设备

铁合金精炼电弧炉是冶炼铁合金的主要设备。铁合金电炉分为还原电炉和精炼电炉两类。 还原电炉又称埋弧电炉或矿热电炉，采取电极插入炉料的埋弧操作，还原电炉有敞口、封闭(或半封闭)，炉体有固定、旋转等各种形式。精炼电炉 用于精炼中碳、低碳、微碳铁合金。电炉容量一般为1500~6000千伏安，采用敞口固定或带盖倾动形式。前者类似还原电炉，可配备连续自焙电极; 后者类似电弧炼钢炉，使用石墨或炭质电极。

铁合金精炼电炉主要用于对矿石、高硅低碳铁合金再炼产品及溶剂等炉料进行脱硅精炼，从而获得中碳、低碳、微碳等铁合金产品，其生产工艺的特点是间歇周期式加料与出炉操作。

铁合金精炼电炉通常分为敞口式、带盖式及矮烟罩半封闭式；炉体又有固定式、倾动式和旋转式三种。电炉设备主要包括炉体、炉盖（或烟罩）、电极系统、加料系统、液压系统及水冷系统等。

铁合金精炼电炉以埋弧还原电炉的低碳含硅合金产品(如锰硅合金、硅铬合金等)为原料，配加必要的矿石和造渣剂，利用电能直接加热进行氧化脱硅的炉子。常用于生产中、低、微碳铁合金。

铁合金精炼电炉有类似于炼钢电弧炉和埋弧还原电炉两种。电炉的容量通常按所选配的专用变压器容量的视在功率千伏安计，一般为1500～6000kVA之间。

世界最大的铁合金精炼电炉容量达10000kVA，中国最大的也是最多的两种炉型分别为1500kVA和3500kVA(见表)。电炉生产为间断式操作。每炉定期装料，冶炼一般分熔化期和精炼期，合格后排出金属和渣，形成一个生产周期。通常低、微碳产品，选择可倾式炼钢电弧炉精炼；倾动的优点是能使炉内铁合金熔融体一次倒尽，且不致因前一炉产品不合格而影响下一炉产品的质量。中碳产品的精炼，则选择炉体固或旋转的小型埋弧式还原电炉；这种结构的炉型种类较多，在20世纪50年代至60年代末均采用敞口固定式或炉体旋转式，到70年代末80年代初，随着技术的发展，环境保护要求的提高，多数均改为半封闭炉口，既改善了操作环境，又便于消烟除尘。两种精炼电炉的区别主要在电极设备上。炼钢电弧炉式的精炼电炉使用石墨电极，其电极升降机构是通过悬臂架沿支柱移动，把持器多为气动弹簧拉杆式。埋弧式还原电炉使用自焙电极，电极升降采用吊挂结构，把持器为压力环式。

根据铁合金精炼产品的特点，精炼电炉的炉衬要使用碱性的，且多采用镁砖砌筑。冶炼中碳产品时，炉衬消耗较快，通常炉膛部分的耐火材料砌筑较厚，甚至要留出一个炉龄期被侵蚀深度的余量。

现代铁合金电炉一般为圆形炉体，配备三根电极。大型锰铁电炉有采用矩形多电极的。大型硅铁电炉有些装备旋转机构，炉体以30～180小时旋转360°的速度沿水平方向旋转或往复摆动。封闭电炉设置密封的炉盖，半封闭电炉在烟罩下设有可调节开启度的操作门，以控制抽入空气量和烟气温度。

铁合金精炼电炉电极系统广泛采用连续自焙电极，最大的直径可达2000毫米，有的还做成中空式。连续自焙电极由薄钢板电极壳和电极糊组成，在运行中电极糊利用电流通过时产生的热量和炉热的传导辐射自行焙烧。随着电极的消耗，电极壳要相应逐节焊接，并向壳内充填电极糊。电极把持器由接触颊板（导电铜瓦）、铜管和把持环等构件组成，它的作用是将电流输向电极，并将电极夹持在一定的高度上，还可以调节电极糊的烧结状态。电极升降和压放装置吊挂着整根电极，用以调整电极插入深度。

铁合金精炼电炉设备从变压器低压侧到电极把持器的馈电线路通称短网，是一段大截面的导体，用以输送大电流至炉内。大型电炉变压器的二次绕组多数通过短网在电极上完成三角形接线。整个网路由硬母线束、软母线束和铜管组成。