电炉设备基础知识系列—电弧炉
九、矿热炉
矿热炉是一类用途广泛、式样众多的电炉。这类电炉多数用来从矿石中制取各种冶金和化工原料，所以叫做矿热炉。炉子的基本结构同炼钢电弧炉相似，下面有一个用耐火材料砌制的炉膛上面有一根或几根用碳或石墨制成的电极。在工作过程中，电极的下部一般是埋在炉料里面的(参见图126)，所以除了电极和炉料间的电弧所产生的热以外，电流通过炉料时，因炉料的电阻所产生的热也占相当大的部分。因此这类电炉又叫做电阻电弧炉。也有的书中这一类电炉是归在电阻炉里面的，也有的把它单独另立一类的。
这是一类耗电量十分巨大的电炉。电炉的输入功率一般都有几千千瓦，大的到几万千瓦，甚至近十万千瓦。这一类电炉按用途不同，又可细分为许多种，如表17所示。这里面主要是铁合金炉，其次是电石炉、冰铜炉、黄磷炉等。
表17 几种主要的矿热炉简况
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。这里举的是约值。
1.用途分类
铁合金是铁和其他元素的合金。铁合金在炼钢中用作为脱氧剂和合金添加剂，在铸造中用来改善铸件的性能，所以是重要的工业原料。在冶金工业中，铁合金的用量通常要占到钢产量 的2~3%。铁合金的种类很多，其中用量最大的是锰铁、硅铁、铬铁;其次是钛铁、钨铁、铂铁、钒铁等，各种铁合金又因合金成分和含碳量的不同而有许多种牌号。大多数铁合金都是用矿热炉炼成的，其中主要是硅铁、碳素锰铁、碳素铬铁、硅锰合金、硅铬合金、硅钙合金、钨铁等。一些含碳量低的铁合金，如中碳、低碳微碳铬铁，中碳、低碳锰铁等是用前面所说的炼钢电弧炉精炼得到的。另外有一些铁合金，像钼铁、硼铁、钛铁、高级铌铁等.则不用电炉而用其他方法制得。
生铁本来是用高炉冶炼的，原料是铁矿石和焦炭。在冶炼过程中，焦炭燃烧所产生的高温和所生成的一氧化碳把铁矿石还原成生铁。在焦炭不足而电力充足的国家中(如挪威、意大利等).生铁也有用矿热炉冶炼的。这时焦炭主要用作为还原剂而不用作为燃料，因此焦炭可以节省一半以上。
电石就是碳化钙，加水后产生乙炔。乙炔是一种重要的化工原料，在机械工业中供气焊、气割之用。
冰铜是硫化铜、硫化铁等金属硫化物的共熔物，是炼铜的中间产品。
氰盐混料是氰化钙、氰化钠、氯化钙、氧化钙等的混合物是一种重要的化工原料，用来制造氰盐和某些有机化合物，并供金和一些金属的冶炼和供钢制零件热处理用。
图142 一种连续作业式铁合金炉及其附属设施的立面布置图
1一接废气综合利用装置的出气口，2一电极夹头，3一电极，4一加料斗5一厂房，6一行车，7一装料系统，8一电炉变压器，9一炉体旋转托架，10一铁合金炉炉体，11一出料槽，12一装料桶
矿热炉的制成品有的在出炉时呈气态 (如磷、锌等),有的呈固态 (如钨铁、碳化硼等),但多数都呈液态。气态料用管道系统收集，固态料在电炉每炼完一炉以后从炉中取出，液态料则通过电炉的出料槽流出。因制成品出炉时状态的不同，电炉的结构也就有差异。
矿热炉按作业方式的不同，可以分为连续作业式炉和间歇作业式炉两种。连续作业式炉是连续加料的，电极也是随着其端部的消耗而连续地进到电炉中去的。电极的下部一直埋在炉料里面。电弧放电发生在电极端部和炉料间的气体层中。冶炼过程连续进行，料层经常保持一定的厚度。在连续作业的情况下，炉料可以得到预热，电炉的热损失也比较少。所以绝大多数矿热炉都是连续作业式的。
图142 所示是一种连续作业式的铁合金炉及其附属设施的立而布置图，从图上可以看出这是一种很庞大的电炉设备。
间歇作业式炉的作业方式同炼钢电弧炉的相似，炼好一炉以后，把炼好的料一次取出，然后再炼第二炉。制成品呈固态出炉的电炉都是间歇作业式的。
资料来源：西安电炉研究所，电炉[M].北京:机械工业出版社,1977:170-173.
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