我国现有的矿热炉类型及各自优缺点.docx

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1、我国现有的矿热炉类型及各自优缺点目录1 .铁合金冶炼用的矿热炉都有哪些？ 12 .按其供电的电炉变压器容量分类63 .按矿热炉使用电源性质分类64 .按照炉体结构和工艺特点分类64. 1.开放式矿热炉64. 2.半密闭矿热炉74. 3.密闭式矿热炉74. 3. 1.全密闭矿热炉优点75. 3. 2.全密闭矿热炉缺点85 .三种不同矿热炉型比较及优缺点96 .关键部位（或结构特点）阐述97 .矿热炉用氮碳化硅炉眼砖的工艺原理、优缺点以及砌筑方式107. 1.氮碳化硅砖制作工艺原理及优缺点117.2.氮碳化硅炉眼砖砌筑方式117. 2. 1.氮碳化硅炉眼砖砌筑改进过程127. 2.1.1.砌筑方式

2、一及其使用情况127. 2. 1. 1. 1.氮碳化硅石专砌筑方式一127.2.1. 1.2.使用过程跟踪及损耗情况127. 2.1. 2.砌筑方式二及其使用情况（炉眼工艺小修）127. 2. 1.2. 1.氮碳化硅砖砌筑方式二127. 2.1.2. 2.使用过程跟踪及损耗情况137. 2.1. 3.改进后砌筑方式（方式三）及使用情况137. 2.1. 3.1.氮碳化硅枝改进后砌筑方式138. 2.1. 3. 2.使用过程跟踪及损耗情况141 .铁合金冶炼用的矿热炉都有哪些？矿热炉主要用于还原冶炼矿石，冶炼的主要品种有硅铁、工业硅、硅钙合 金、高碳锦铁、锦硅合金、高碳铭铁、硅铭合金、硅铝合金及

3、稀土合金等，此 外还用于冶炼生铁、电石、黄磷、银冰铜及刚玉等产品。矿热炉通常采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自焙电极，电极插入炉 料实行埋弧操作，陆续加料，间歇式出铁及出渣，连续作业。矿热炉热量主要 来自熔体电阻的焦耳热，电弧热较少或者不起弧。根据设备特点，矿热炉可分为：（1）单相单电极电炉和三相三电极电炉（2）敞口式电炉（图1）、半封闭式电炉（图2）和全封闭式电炉（图3）（3）固定式和旋转式电炉（4）圆形还原电炉和矩形电炉等。敞口矿热炉结构简单、投资小、易维护，但劳动条件差，不利于消烟除 尘，污染环境严重半封闭式矿热炉劳动强度小，且能回收电炉煤气，但电炉结构比较复杂， 难于操作与维护，尤其

4、对人炉原料要求比较严格，建设费用较高对于有些品种或采用小型矿热炉冶炼而不能实行封闭式操作时，为了减少 净化处理烟气量，保护环境，并回收炉气中的余热，日趋采用或改造为半封闭 式矿热炉。我国的铁合金矿热炉，由于容量小，技术装备水平低等原因，过去 大多采用高烟罩敞口式矿热炉，现在新建和进行技术改造的矿热炉，凡具有条 件的均应采用矮烟罩半封闭式或全封闭式。1一炉壳2炭砖3一铜瓦4电极5电极夹紧环6一导电铜管7活动接线板8固定接线板9一软电缆10铜排11 一变压器12 , 13一下料管14 一把持筒15烟罩16一烧穿器17一炉顶料仓18电极升降装置19 一单轨20配料小车图2半封闭式矿热炉1一供电系统2

5、一炉体旋转系统3一炉体4 电极5-电极把持器6一半封闭烟罩7一水冷却系统8加料系统9一电极甩放装置Io-电极升降装置图3全封闭式矿热炉断面图1一炉体2一炉盖3一电极把持器4短网5电极6 一加料管7电极压放装置2 .按其供电的电炉变压器容量分类矿热炉按照为其供电的电炉变压器容量可分为小型炉、中型炉、大型炉和 超大型炉。一般将变压器容量低于IOMVA以下的电炉划分为小型炉，容量1025MVA为中型炉，容量介于2540MVA的为大型矿热炉，而容量在 40MVA以上则称之为超大型矿热炉。3 .按矿热炉使用电源性质分类按矿热炉使用电源性质分为交流矿热炉和直流矿热炉。4 .按照炉体结构和工艺特点分类按照炉

6、体结构和工艺特点，矿热炉又分为开放式、半密闭式和全密闭式矿 热炉。其主要区别在于加料方式、炉面密封形式和炉气的处理方法等。随着电石工业的不断发展及国家产业政策的导向，当前矿热炉技术的主流 是大容量三相交流密闭式矿热炉。4.1. 开放式矿热炉电石生产最早采用的是开放式矿热炉，生成电石的电化学反应在开放的炉 体中进行，反应区与外界连通，生产的一氧化碳气体在炉内料面上发生燃烧反 应。开放式矿热炉由于炉面上火焰较大，当容量达到25.5MVA时就不能再扩 大了。开放式矿热炉由于直接燃烧，对环境污染严重，近年来为了使其达到环境 保护除尘排放的标准，持意将开放炉的炉盖制造得低矮，俗称内燃式矿热炉， 也有矮烟

7、罩式矿热炉之名。内燃式（开放式）矿热炉相对投资稍低，对原料质量 要求相对不严格，便于操作工人熟悉、掌握，但因其操作条件差，工人劳动强 度大，福射热强，尤其是环境治理难度较大，炉气无法回收利用，单位能耗较 高，在当今全世界注重环境保护的大气候趋势下，国内外逐渐淘汰开放炉，目 前我国已明令小矿热炉关闭或升级改造换代，开放炉将逐渐淘汰。4. 2.半密闭矿热炉随着电石生产技术的不断进步，对电炉的产能要求越来越高。开放式矿热 炉容量有限，要想增大矿热炉的容量，并回收一氧化破气体加以综合利用，需 要抽取炉内的一氧化碳气体。在开放炉上放置集烟罩，将炉内生成的一氧化碳 抽出一部分，剩余部分仍在炉面上燃烧，这样

8、的矿热炉就叫做半密闭矿热炉。半密闭矿热炉由于能抽出一部分炉气，减少了炉面上燃烧火焰的热量，矿 热炉的容量得以扩大到35MVA。近些年来，不少电石厂将开放型炉罩改为半 密闭型炉罩，使炉面上燃烧的烟气从烟罩上面的烟道排出去，从而减少了炉面 上的福射热，烟气量减少，烟气温度提高，据而形成了半密闭型矿热炉，在没 有条件建密闭炉的情况下，把开放炉改成半密闭炉，有一定的好处。半密闭式矿热炉尽管较开放式矿热炉有了很大进步，但由于工艺结构尚不 完善，仍然存在污染大、能耗高、热福射强、操作环境恶劣等缺点，电石产能 也较低，己不能适应国家电石产业节能环保大型化的发展方向，因此最终逐步 也被淘汰。4. 3.密闭式矿

9、热炉密闭式矿热炉就是在原来的开放式矿热炉炉体上方加装炉盖，将炉内与外 界大气完全隔绝，料面上不再发生明火燃烧现象，产生的一氧化碳气体全部抽 出通过净化处理后回收利用，这样的炉子就叫密闭矿热炉。回收副产物一氧化 碳是密闭炉的显著特征。密闭炉属于节能环保型矿热炉，最初从挪威引进技术，在中国进行了消化 吸收再创新，它包括结合式把持器、空屯、电极、计算机控制及监控系统等。 空必电极的利用有效的综合利用了粉料，降低了生产成本同时自动化程度的提高减轻了工人的劳动强度，改善了工人的操作环境 同时由于矿热炉的密闭化，可充分利用炉气作为燃料，提高企业经济效 益，为处理排放尾气中的粉尘，达到环保要求，创造了有利条

10、件。4. 3. 1.全密闭矿热炉优点相比其他类型，密闭式矿热炉具有如下优点：(1)盖上炉盖后，炉膛与外界空气隔绝，电石反应产生的炉气全部通过烟道 抽出，炉面上不发生直接燃烧，无火焰和粉尘，辐射热很小，电炉功率提高明 显，极大的改善了电炉操作工的劳动条件和车间环境。(2)加料系统采用多料管均匀布料，通过计算机系统控制，自动化程度提 高，降低了工人的劳动强度。(3)由于不产生火焰燃烧，有效降低了炉膛内温度，延长了炉面设备使用寿 命，减少了停炉频次，提高了生产率。(4)矿热炉炉气主要成分为CO,经过除尘、降温后可作为燃料或化工基本 原料回收利用，除尘后的粉尘可以用作肥料等，这样使资源得到了综合利用，

11、 使电石生产成本显著降低。(5)采用化C自动控制系统，配套各种电气仪表，使得整个电石生产高效 流畅准确，工艺无缝对接，机械化程度空前。如：电极自动升降与压放，自动 配料上料系统，空也电极等。4. 3. 2.全密闭矿热炉缺点在具有上述优点的同时，全密闭矿热炉也存在如下缺点：(1)安全问题。密闭矿热炉炉温高，主要组成设备均为通水冷却。水冷结构 件通常由于密封质量问题，容易出现漏水现象。水在炉内高温下分解成氨气， 极易发生爆炸。同时，密闭矿热炉的油压系统一般布置于电炉上方，炉压较高 时会宵火苗串入，在焊接电极壳时也时常有火星进入其中，一旦油压系统产生 泄漏就会引起火灾。(2)原料品质要求高。入炉石灰

12、和焦炭的品质低下会使料层透气性不好，料 面会出现烧结甚至产生红料层和烙洞，导致炉盖温度偏高而烧损炉盖和电极等 重要零部件，停炉维护次数增多，设备利用率低。(3)电极工作端需要连续消耗，电极系统压放频繁，故障率较高，导致自焰 电极软断或硬断，电极很难深入料层内，生产效果较差。(4)运行操作难度大。由低负荷到高负荷的操作较为复杂。由于自然功率因 数低，既要减小变压器和短网阻抗，还要提高炉料比电阻。(5)负荷波动较大，炉压不稳，微正压控制不理想。(6)矿热炉尾气净化处理技术难度较大，目前国内外暂无非常理想的解决方法。5 .三种不同矿热炉型比较及优缺点三种不同矿热炉型比较及优缺点见表Io表1三种不同矿

13、热炉型比较及优缺点类型开放式半密闭式密闭式加料 方式人工机械化机械自动化炉面 密封不密封半密封全密封炉气 处理炉面完全燃烧，生成二 氧化碳，烟气就地排放炉面完全燃烧，生成二 氧化碳，烟气净化后排 放炉面不发生燃烧，生成 的含一氧化碳的气体净 化后作为能源利用优点可宜接观察炉况，操作 方便，入炉原料质量要 求不高工作环境改善，对周围 设备热辐射较少，可提 高功率因数，降低能 耗，炉气余热可回收利 用工作环境好，炉气收集 容易，炉面工作条件 好，炉气可以完全资源 化缺点炉面温度高，工作环境 粉尘大，劳动强度大， 热效率低下，能耗高， 产品质量等级低，炉气 无法处理利用炉气可处理利用，但是 数量不稳

14、定。周边温度 高，操作变数大，出气 口不易集中炉况完全需要自动化， 操作素质要求高，炉气 净化较为复杂，投资较 多6 .关键部位（或结构特点）阐述序 号设备 /部 组件特点阐述1电结 主和构在每支路的进线端设置断路器，出线设置隔离开关，在设备发生短路时断 路器可以有效保护主电路，隔离开关断开时，用于维护检修设备，增加了 维修中的安全系数，而不影响冶炼炉运行。2大电 流测 量系 统在矿热炉的生产工艺中，对电极的操作主要参照电极电流的大小，在进行 低压无功补偿前，电极电流与变压器一次侧电流基本成比例关系，因此可 以参照一次侧电流对电极进行操作，但是在低压侧进行无功补偿后，变压 器一次侧电流为电极电

15、流和无功补偿装置电流的矢量和，与电极电流不成 比例，因此，不能通过参照变压器一次侧电流来操作电极。因此从生产工 艺的角度考虑，需要我们采集真实的电极电流来指导生产操作。针对以上 情况，我们设计采用了大电流测量系统，利用罗氏线圈原理，采集电极电 流，精度小于1%,输出4-2OmA电流信号，传递到操作室，以表计形式显 示电极电流，用于指导生产中对电极的操作。3组合 开关组合开关采用晶闸管模块和接触器并联的方式，由晶闸管对补偿支路进行 投切，补偿支路正常运行时，接触器工作，晶闸管断开，这样即消除了在 投入电容器组无涌流，切除电容器无过压，从而保护了电容器，延长电容 器使用寿命。4触发触发系统具有光电隔离，充分实现一二次系统的隔离，触发功率大，具有序 号设备 /部 组件特点阐述回路很强的抗干扰能力。采用高精度检测问