铁合金电炉
tiehejin dianlu
铁合金电炉
ferroalloy furnace
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。50年代以前普遍采用敞口固定式电炉（图1a铁合金还原电炉），随着环境保护要求的提高和余热利用技术的进展，对不同产品分别采用封闭式电炉（图1b铁合金还原电炉）或矮烟罩、半封闭式电炉（图1c铁合金还原电炉）。炉体旋转可以消除悬料、减少结壳“刺火”使布料均匀、反应区扩大，以利炉况顺行。电炉容量（在铁合金生产中指电炉变压器容量,按千伏安计,用以标志电炉能力）在50年代以前一般从几百至一万千伏安左右，后来逐渐向大型化发展。70年代新建电炉一般为20000～40000千伏安,最大的封闭式电炉达75000千伏安，最大的半封闭炉达96000千伏安。
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。
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。
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。
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。
铁合金电炉煤气净化 铁合金还原电炉生产过程中产生大量煤气。用敞口电炉生产时，煤气遇空气燃烧成为烟气，量大尘多，既难净化，又不利于能量回收，长期污染环境,形成公害并造成能量损失。70年代以来,为了保护环境和节约能源，铁合金还原电炉逐渐由敞口电炉改为封闭或半封闭电炉。冶炼锰铁、铬铁等铁合金用封闭电炉，冶炼需要料面操作的铁合金（硅铁、金属硅等），则用半封闭电炉。
封闭电炉设置密封的炉盖和泄爆装置，产生的煤气于未燃状态引出，导入煤气净化设施净化回收。煤气发生过程连续稳定,煤气体积只有敞口电炉烟气体积的1～2％。因此煤气净化设备小,组合简单,净化操作便利。煤气净化一般采用湿法工艺。煤气含CO、H□、CH□等有效燃料成分约占气体体积的80％,主要是CO,发热值为2100～2400千卡/标米□。
为了治理硅铁电炉的烟气，起初将敞口电炉的高烟罩改为矮烟罩，后来发展成为半封闭电炉。其发展过程见图2敞口铁合金电炉烟气治理发展过程。
能控制烟气量便于净化和回收热能。装设余热锅炉时，回收的热量可达电炉总耗能量的30％或总耗电量的65％，如用于发电可回收电能约20％。烟气净化一般采用干法工艺。
硅锰铁合金电炉在冶炼生产过程中排出大量的高温含尘烟气，烟尘主要成份是MnO和SiO2，烟尘粒径大部分小于5um。因此，如果不采取有效的烟气净化，这种含微细粒径的含尘烟气对室内外环境和人体健康危害很大。并影响铁合金周围的大气环境和工人的身心健康。因此，无论从环保效益还是社会效益，治理好硅锰矿热炉烟气都具有极其重要的意义。