礦熱爐是一種復(fù)雜的電冶金設(shè)備，它由電爐本體、爐用變壓器、大電流導(dǎo)體(短網(wǎng))、電極系統(tǒng)、礦熱爐加料系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、高低壓配電系統(tǒng)、監(jiān)控及自動化系統(tǒng)、出鐵和出渣系統(tǒng)、排煙除塵等系統(tǒng)組成。
礦熱爐的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。電網(wǎng)提供的高壓電能經(jīng)過礦熱爐用榮盛耐材種變壓器轉(zhuǎn)化成低電壓、大電流，經(jīng)過大電流導(dǎo)體將電流送到電極上，通過炭質(zhì)電極輸人爐內(nèi)，在電極周圍的爐料間產(chǎn)生電阻熱和電極末端產(chǎn)生的電弧熱將電能轉(zhuǎn)換成熱能，從而在爐體內(nèi)形成高溫反應(yīng)區(qū)，進(jìn)行金屬氧化物礦石的還原反應(yīng)。通常使用焦炭等炭質(zhì)還原劑，將焦炭和被還原的金屬氧化物礦石原料持續(xù)不斷地加人爐內(nèi)，反應(yīng)區(qū)的還原反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，得到的液態(tài)產(chǎn)品積存在熔池內(nèi)，定期打開出爐口將其放出，將金屬液澆注、精整后得到合金產(chǎn)品，將爐渣水淬或澆注后再利用。
礦熱爐主要分為圓形礦熱爐與矩形礦熱爐。由于礦熱爐冶煉生產(chǎn)時要產(chǎn)生大量的爐氣(即煙氣)，根據(jù)煙氣捕集方式，圓形礦熱爐又分為高煙罩敞口爐、半密閉爐和密閉爐，爐體又有固定和旋轉(zhuǎn)之分。矩形礦熱爐一般為固定爐體的密閉結(jié)構(gòu)。
高煙罩敞口爐由于煙罩高懸在爐體上方，環(huán)境污染嚴(yán)重，能源消耗高，不符合國家勞動安全衛(wèi)生相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)已逐步被淘汰。
半密閉礦熱爐(即低煙罩爐)用煙罩將爐口密閉起來，僅在煙罩側(cè)面開設(shè)操作門，加料系統(tǒng)和排煙除塵系統(tǒng)如同密閉爐，故稱為半密閉爐。這種爐子爐面上的燃燒火焰仍較大，但減少了爐面上的輻射散熱。根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的管理水平及爐子設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇的差異性，該類型礦熱爐各項(xiàng)消耗指標(biāo)差別較大，能源的利用率存在著較大差距，生產(chǎn)過程所釋放煙氣的治理水平也不同，一部分企業(yè)的煙氣凈化裝置可利用高溫?zé)煔馍a(chǎn)蒸汽以實(shí)現(xiàn)余熱利用，能源利用率有了較大的提高。
密閉礦熱爐由于爐蓋與爐體完全密閉而隔絕了空氣，因此爐面上不發(fā)生燃燒，爐內(nèi)產(chǎn)生的氣體用抽氣設(shè)備抽出后加以凈化。密閉爐爐容量普遍較大、自動化程度高，煙氣量由于爐子的密閉而大大減少，從而使煙氣除塵系統(tǒng)的能耗降低，一般都進(jìn)行煙氣的綜合利用，如生產(chǎn)蒸汽、余熱發(fā)電、烘干原料、作為燃?xì)馐褂茫龎m器收集的粉塵可以重新利用，因此綜合能耗低、元素回收率高。
礦熱爐的用途
礦熱爐俗稱電爐，是一種利用電極端部的電弧熱和爐料或爐渣的電阻熱將電能轉(zhuǎn)變成熱能，使金屬等有用元素從礦石或氧化物中被還原出來的電冶金設(shè)備，由于它主要用于金屬氧化礦石的還原冶煉，所以稱為礦熱爐或礦熱還原電爐。此外，由于礦熱爐的電弧大多是深埋于爐料之中，又稱為潛弧爐或埋弧爐。
礦熱爐用于生產(chǎn)鐵合金時稱為鐵合金爐;用于生產(chǎn)電石時稱為電石爐;用于生產(chǎn)黃磷時稱為黃磷爐;用于生產(chǎn)冰銅時稱為冰銅爐;用于鐵合金精煉時稱為礦熱精煉爐;用于將預(yù)還原爐料進(jìn)行熔化、金屬與渣分離時，則稱為熔分爐。
礦熱爐生產(chǎn)鐵合金時，大多數(shù)以焦炭作還原劑，根據(jù)生產(chǎn)品種的不同采用不同的原料，如以硅石、氧化猛礦、氧化鉻礦作原料，則分別得到硅鐵、錳鐵、鉻鐵等系列的鐵合金產(chǎn)品。礦熱爐生產(chǎn)電石時，仍以焦炭作還原劑，氧化鈣(石灰)作原料，經(jīng)過爐內(nèi)冶煉得到電石(主要成分為碳化鈣)產(chǎn)品。礦熱爐以釩鈦磁鐵礦為原料，煤基作還原劑時，經(jīng)過爐內(nèi)冶煉在得到鈦渣的同時得到含釩鐵水等產(chǎn)品。因此，礦熱爐是涵蓋鐵合金、化工、黑色金屬、有色金屬等多個行業(yè)的冶煉設(shè)備。
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