电炉技术

矿热炉（电炉）电极烧蚀、侵蚀消耗计算公式与控制技术措施一、电极烧蚀计算公式解析电极的烧蚀过程满足一般导热微分方程：公式(1)中：ρ-电极密度;Cp-电极比热容;κ-电极热导率;T-电极温度;Q-电极内部产生热量的速率;对于石墨电极而言，其比热容与热导率与温度有关，是温度的函数。

电极内部产生的热量等于焦耳热：公式(2)中：J一电流密度;σ—电导率。

假设电极材料的热传导是各向同性的，因此可将上述热传导过程简化为一维导热问题：由于电极斑点处的焦耳热远远小于从等离子传入的热通量q，因此可将焦耳热忽略不计。

根据定律，将q 作为导热微分方程的边界条件：由于石墨电极阴极斑点只有在达到相变温度时，才会由固态变为气态，引起电极的消耗。

根据上述电极侵蚀原理，假设阴极斑点在t1时刻达到升华温度，单个斑点的放电时间为t2。

在0<t≤t1时，电极阴极斑点被加热至升华温度，该阶段无材料升华；在t1<t≤t2时电极阴极斑点被持续加热并且伴随有材料升华。

整个阶段电极的侵蚀深度为χ1。

边界条件设置如下：初始条件：电极升华过程中满足能量守恒定律，此时阴极斑点部位电弧等离子体传入热通量全部用于电极材料升华。

其中：γo为电极材料升华热，γo=59.9KJ/g联立式(3)、(5)和(6)得：其中：C为误差自焙电极升华温度为3652℃，当x=0时，可计算出电极加热至升华温度的时间。

电弧的放电时间为：公式(9)中：Varcmin—最小建弧电压，V;L—电路电感，mH;I—电路电流，A;Vs—电路电压，V。

阴极斑点参与升华过程的碳原子质量为：其中：，U为阴极压降，I为阴极斑点承载电流。

以CO、CO2等为气体介质的等离子电弧压降为10V/cm。

总侵蚀质量为：其中：n为矿热炉运行时间;电极消耗高度：二、电极烧蚀（消耗快）原因电极的烧蚀发生在阴极斑点部位，因此有必要了解阴极斑点的形成原因以及斑点的转移原理。

在电极两端施加一定电压就可使气体电离，随着电离程度的增加，气体中导电粒子的数目不断增多，电极间的气体在某一时刻会被击穿从而形成导电通道，及生成电弧。

电弧炉工作原理电弧炉是一种使用电弧作为热源的冶金设备。

它被广泛应用于钢铁和有色金属的生产过程中。

其工作原理是利用电流将电极间的空气击穿，形成电弧，从而加热和熔化金属料。

本文将介绍电弧炉的工作原理，以及与之相关的技术参数和安全措施。

电弧炉的工作原理电弧炉的主体是一个圆筒形的炉体，一般由铸铁或钢材制成，下部为炉底，上部为炉盖。

炉顶上设有降温水口，便于降温和出钢。

电弧炉下部放置了石墨电极，电极的位置可以上下调节。

通过电极，将高温、高压、高能量的电弧放到金属料中，使金属料受到电弧的热效应而熔化。

在熔化过程中，金属料将被逐渐倾倒出来，直至炉体中的金属料全部熔化。

电弧炉可以使用交流电或直流电作为电力来源。

使用电能加热的过程中，电极与金属料之间会形成高压电弧，通过电弧的形成和维持，在熔化金属料时，释放出大量热量。

炉内的炉衬和电极会在高温下发生化学反应和物理变化。

熔融的金属流体在炉体中流动，熔化速度是调控电流和电极间距的关键参数。

电流的大小和电极之间距离的大小直接影响电弧的强弱和熔化金属料的速度。

电弧炉技术参数1. 电压：电弧炉需要使用高电压来构建电弧。

一般情况下，电压在380V到600V之间。

2. 电流：电弧炉需要通过电流来控制金属的熔化反应。

电流的大小也是影响金属熔化速度的重要因素。

电流的大小在100A到1万A之间。

3. 电极间距：电极之间的距离越大，电弧就会越弱，热量释放比较缓慢；电极之间距离越小，热量释放就越大，熔化速度就越快。

4. 反应时间：电弧炉产生热量的反应时间一般在1秒到3秒之间。

电弧炉的安全措施1. 电极调节：电极的位置在制作时一定要调整好，否则在过程中不会得到理想的结果，同时应注意电极上限的停止高度，以免过高损坏设备。

2. 电极损坏的修复：若电极发生损坏，应及时更换或修复，以免出现安全隐患。

3. 安全用电：应采取正确的安全措施，以免触电或发生其他安全事故。

4. 人员安全：对于操作电弧炉的工作人员要注意身体保护，穿戴防护设备，并严格按照操作规程进行操作。

电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿一、引言钒钛磁铁矿是一种重要的钛资源，广泛应用于冶金、化工、建材等领域。

然而，由于其复杂的化学成分和矿物结构，其加工和利用一直面临着挑战。

电炉熔分工艺是一种被广泛采用的处理钒钛磁铁矿的方法。

该方法通过利用电炉的高温和电能，将钒钛磁铁矿矿石在还原气氛下进行熔融和分离，以获得钛铁合金和钒铁合金等有价值的产品。

本文将深入探讨电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿的原理、技术及其在实际应用中的优势和发展前景。

二、电炉熔分工艺的原理及技术（1）原理概述电炉熔分工艺是利用电炉高温和电能的特点，将钒钛磁铁矿在还原条件下进行熔融和分离的过程。

在这个过程中，钒和铁进入钒铁合金，而钛则进入钛铁合金。

这种工艺的基本原理是根据各元素的熔点和还原性能的不同，通过合理的炉内温度和还原气氛控制，实现钒、铁、钛的分离和提取。

（2）技术要点在电炉熔分工艺中，关键的技术要点包括矿石预处理、还原条件控制、温度控制和产物分离等。

矿石预处理是为了提高矿石中有价值元素的回收率和产物质量。

常见的矿石预处理方法包括碎石、磁选和浸出等。

还原条件控制对于熔分工艺的成功与否至关重要。

合理的还原条件能够保证有价值元素的还原率和产物质量。

常用的还原条件包括还原剂种类和用量，还原温度和还原时间等。

温度控制是电炉熔分工艺中一个关键的环节。

适当的温度能够保证矿石充分熔化和元素的分离，同时避免产生不良的副反应。

温度控制的方法包括调整电炉电极的位置和电流强度等。

产物分离是电炉熔分工艺中的一项重要工作。

通过合理的分离装置，将钒铁合金和钛铁合金等产品分离出来，以提高产品质量和价值。

三、电炉熔分工艺的优势和发展前景电炉熔分工艺作为一种兼具深度和广度的处理钒钛磁铁矿的方法，具有以下优势和发展前景。

电炉熔分工艺对于复杂矿石的处理能力强。

由于钒钛磁铁矿的化学成分和矿物结构多样复杂，传统的处理方法存在着诸多限制。

而电炉熔分工艺通过熔融和分离的方式，能够有效地处理各种类型的矿石，实现有价值元素的高效提取。

二、 0.5吨/250KW（铝壳）中频感应熔炼炉主要技术参数: 项目参数电炉参数额定容量 0.50t最大容量 0.55t炉衬厚度 50mm感应圈内经φ 56mm感应圈高度 700mm最高工作温度 1750℃熔铜工作温度 1600℃电耗≤700kW.h/t熔化率 0.42t/h电器参数中频电源额定功率 250KW变压器容量 300KV A整流相数 6脉变压器一次电压 10KV变压器二次电压（额定输入电压） 3N-380V额定输入电流 420直流电压 510V直流电流 490A中频电源最高输出电压 750V额定工作频率 1000Hz额定工作电压 1400V冷却水系统冷却水流量 30t/h供水压力 0.2～0.35MPa进水温度 5～35℃出水温度 <55℃三、0.5.0吨/250KW中频熔炼炉（铝壳）配置表:序号设备名称规格型号数量备注1 中频电源柜 KGPS-250KW/1KHz 1套含低压开关、电抗器2 补偿电热电容器 250KW/1KHz 1套电容器/水冷铜排组3 铝壳炉体 GWJ-0.5-250/1000 2台支撑架/感应圈/ 等4 坩埚模 0.5t专用 2只钢质5 水冷电缆电容到炉体之间 2套6 连接铜排电源到电容之间 1套7 倾炉系统 431减速机 2个8 倾炉操作盒 1个0.5吨/250KW中频熔炼炉（铝壳）配置表:序号设备名称规格型号数量单价总价1 中频电源柜 KGPS-250KW/1KHz 1套 4.0 4.02 补偿电热电容器 250KW/1KHz 1套 1.5 1.53 铝壳炉体 GWJ-0.5-250/1000 2台 1.5 2.54 坩埚模 0.5t专用 2只 0.05 0.15 水冷电缆电容到炉体之间 1套 0.3 0.36 连接铜排电源到电容之间 1套 0.3 0.37 倾炉系统 431减速机 2个 0.35 0.78 倾炉操作盒 1个 0.1 0.1价格合计:9.0万含税二、成套设备主要技术参数：三、 1.0吨/600KW中频熔炼炉（钢壳）成套设备标准配置表：二、成套设备主要技术参数：、成套设备主要技术参数：吨中频熔化电炉，主要用于黑色金属的冶炼，例：钢材，球铁，灰铁等1．快速熔炼炉，高功率配置2000KW/500HZ，进线电压66V，输出电压1300V。

矿热炉（电炉）电极消耗原因分析与控制措施（电极表面涂层技术）1、概述；电极是短网的最后一部分，它通过二根连接起的石墨化电极的末端产生强烈的电弧熔化炉。

料和加热钢液，即电极是把电能转化为热能的中心枢纽，电极工作时要受到高温，炉气氧化以及塌料撞击等作用，尤其是两根电极连接处，要比其它地方电阻大、导电系数低，易脱扣、氧化、脱落、折断，因而造成电极的极大消耗，而且延长了冶炼时间，降低了生产率。

电极在炼钢过程中，由于处在高温环境下，其电极表面与氧产生碳氧反应消耗，石墨电极在低温下稳定，高温下易氧化，在空气中一般碳制品在450℃左右开始氧化，石墨化程度较高的石墨制品在600℃左右开始氧化，超过750℃后氧化急剧增加，且随着温度的升高而加剧，而在水蒸气中加热到900℃时被氧化。

即影响石墨电极侧面氧化的主要因素是高温和氧化气氛，这就是电极氧化消耗，特别在随着炉门氧枪、油氧助熔、EBT集束氧枪和炉壁氧枪等新技术的相继应用，炉内供氧强度加大，氧化气氛增强，使得电极消耗进一步增加。

由于电极端部与电弧直接接触，使端部电极升华形成消耗;电极部分与熔池接触，其碳元素被熔池吸收为侵蚀消耗;电极在运行过程中受到电磁力、机械力及固体原料冲击力的作用而产生断裂、崩落的断裂消耗。

电弧炉电极消耗可分为化学消耗和物理损耗：2、物理损耗；电极的物理损耗主要指电极前端消耗及侧面消耗，主要是由机械外力和电磁力所引起。

如电极接头处的松动、折断，电极裂纹和接头螺纹部分脱落等。

造成的原因是电极本身质量差，如强度低;设备方面，如电极直径选择不当，电极夹持器、升降和控制装置不良等;操作方面，如装料不当，熔化期大块废钢塌落撞击电极，两根电极连接的不紧等。

3、化学损耗；主要指电极表面的消耗，包括电极端的消耗和周界的消耗。

电极端部局部加热使石墨升华和电极端部与钢液接触，使石墨被吸收电极尖端消耗主要是石墨在高温下升华和在钢渣中熔化所致。

在正常作业情况下，尖端消耗可达到电极总消耗的50%。

电炉设计规范国家标准最新电炉设计规范是确保电炉设备安全、可靠、高效运行的重要技术文件。

本规范根据最新的国家标准制定，涵盖了电炉设计、制造、安装和验收的全过程，旨在为电炉的设计和使用提供统一的技术指导。

1. 引言本规范旨在指导电炉设计过程中应遵循的基本要求和标准，以确保电炉的安全性、经济性和环保性。

电炉设计应符合国家相关法律法规和行业标准，同时考虑到操作的便捷性和维护的可行性。

2. 设计原则电炉设计应遵循以下原则：- 安全性：确保操作人员和设备的安全。

- 可靠性：设计应保证电炉长期稳定运行。

- 经济性：在满足性能要求的前提下，降低成本。

- 环保性：减少能源消耗和环境污染。

3. 设计要求- 电炉设计应满足工艺要求，包括温度控制、加热速率等。

- 应采用先进的加热技术和节能措施。

- 设计应考虑设备的可扩展性和升级性。

- 应有完善的安全防护措施和紧急停机系统。

4. 材料选择- 选择耐高温、耐腐蚀的材料。

- 材料应具有良好的热传导性能和机械强度。

5. 设备结构- 电炉结构应简洁，便于操作和维护。

- 应有良好的热绝缘性能，减少热量损失。

6. 控制系统- 控制系统应采用先进的自动化技术，实现精确控制。

- 应有故障自诊断和报警功能。

7. 安装与调试- 安装应严格按照设计图纸和规范进行。

- 调试过程中应检查所有功能是否正常工作。

8. 验收标准- 电炉应通过所有设计性能测试。

- 安全设施和控制系统应符合规范要求。

9. 维护与保养- 设备应有详细的维护手册，指导用户进行日常保养。

- 定期检查和更换易损件。

10. 附录- 附录包括电炉设计的相关计算公式、材料性能表和参考图纸。

11. 结语电炉设计规范的制定旨在提高电炉设备的整体性能和使用寿命，同时保障操作人员的安全。

希望本规范能为电炉设计和制造提供有效的指导和帮助。

请注意，本规范仅为示例，具体内容应根据最新的国家标准和行业实践进行调整和完善。

电石炉电极、极心圆直径、炉膛内径和深度计算电石是在电石炉内利用电能转变成的热能(包括电弧热和电阻热)将炉料加热到反应温度，从而使碳素原料的碳和生石灰中的钙化合而成。

电石生产的关键设备是电石炉，准确选定电石炉的几何参数对保证电石案例生产和优质高产具有重要意义。

电石炉的几何参数包括电极直径、电极极心圆直径、炉膛内径和炉膛深度等。

电极直径选择合理，可使电极得到合理焙烧，电极维持适宜的工作位置，使三相熔池互相流通，适当抑制支路电流，使电极处在合适位置，使三相熔池互相流通，适当抑制支路电流，使电极处在合适位置，并确保电石反应区的电能高度集中而达到高温，实现优质高产。

炉膛内径选择合理，可保护炉底电能强度和炉内熔池电能密度，保证电石炉的安全可靠性。

合理选择炉膛深度，可保证较高的热效率和合理的熔池尺寸，从而确保电石炉安全生产。

电极直径电极是将电炉冶炼所需的大电流传入炉内，并将电极糊焙烧成石墨电极的设备。

电石炉设计中，电极系统最为关键，因此正确确定电极直径至关重要。

电极直径取决于电极电流密度、电极截面上最大电能强度和电极运动电阻的大小，但首先取决于电极电流密度，而允许的电流密度与所使用的电极糊质量相关。

电极电流密度和变压器最大视在功率之间的关系为：密闭电石炉因炉面温度较低，且无燃烧的火焰，要焙烧好电极，需适当加大电流密度，同容量电石炉的电极电流密度，密闭炉比开放炉高出0.5A/c m2。

根据变压器最大额定视在功率计算电极直径：式中：De—电极直径，cm；Smax—变压器最大额定视在功率，kVA.若根据电极电流密度和二次电流计算：式中：De—电极直径，cm；δ—电极电流密度，A/cm2;I—变压器最大二次额定电流，A根据以上两公式可计算出各种容量电石炉的电极直径，其与电极电流密度和变压器最大额定视在功率的关系值见表1。

表1电炉变压器容量与电极直径的关系电极的电流密度过大，则电极直径过小，会增加电极的电阻电耗，电极容易因过焙烧而硬断，同时缩小电石炉熔池;电极电流密度过小，则电极直径过大，虽然能扩大熔池，并减少电极电阻电耗，但电极不易深入炉料，且会增加热损耗而降低热效率，电极焙烧不足易软断，电弧温度也会降低，对生产不利。

朱荣：电弧炉炼钢绿色及智能化技术进展！收藏学习！1 引言电弧炉炼钢是世界主要炼钢方法之一，以废钢为主要原料，具有流程短、能耗低等特点。

近年来，随着废钢资源的逐步释放及节能环保的需要，电弧炉炼钢迅速发展。

我国“十三五”《钢铁工业调整升级规划（2016-2020 年）》指出：加快发展循环经济，按照绿色可循环理念，注重以废钢为原料的短流程电炉炼钢的发展。

纵观电弧炉炼钢技术的发展历程，围绕“高效、低耗、绿色化和智能化”的生产目标，电弧炉炼钢领域开发出一系列新技术、新工艺、新装备，电弧炉炼钢技术及装备水平不断提高。

近年来，电弧炉炼钢在原有高效节能冶炼技术的基础上，在绿色清洁生产、智能检测与控制等方面取得了长足进步，大大提高了电弧炉炼钢过程的绿色化和智能化水平，推动了钢铁工业技术的进步。

本文从电弧炉炼钢绿色化和智能化关键冶炼技术出发，介绍并分析了近年来电弧炉炼钢绿色及智能化技术的发展情况及本团队的最新研究成果。

2 电弧炉炼钢绿色化技术进展与转炉长流程炼钢相比，电弧炉短流程炼钢在节能环保方面具有显著技术优势。

尽管如此，随着人们对环境问题的日益关切以及国家节能环保政策的相继实施，未来电弧炉炼钢必然朝着绿色化生产方向发展。

2.1 废钢破碎分选技术废钢是钢铁循环利用的优势再生资源。

废钢的资源化利用在钢铁工业节能减排、转型升级方面扮演重要角色。

随着汽车、机电、家电等报废数量的不断增加，社会回收的废旧金属成分更加混杂，包含黑色金属、有色金属、非金属等。

废钢的高效破碎与分选是保证电弧炉炼钢原料质量的前提与关键，对电弧炉炼钢实现洁净化冶炼至关重要。

废钢铁破碎分选研究始于20 世纪60 年代，最具代表性的是美国的纽维尔公司和德国的林德曼公司、亨息尔公司和贝克公司，他们率先推行破碎钢片(Shred)入炉，在改善回收钢品质、提高经济效益方面都具有显著效果。

德国在80 年代末推出的废钢破碎机(Shredder)在某些方面已超过了美国。