铁合金电炉

冶炼铁合金的主要设备

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。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。

信息

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铁合金电炉

ferroalloy furnace

冶炼铁合金的主要设备。

分类

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。

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、H2、CH4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。

事故分析

灼烫事故原因

(1)违章指挥导致的灼烫事故。“三违”是造成事故的罪恶之源，其中违章指挥最具有危害性。

(2)违章操作所致的灼烫事故。主要原因是个别冶炼工安全意识淡薄，思想麻痹，不遵守出铁吹氧安全操作规程或受习惯性违章作业人员影响，在安全防护装置缺乏、损坏，安全防护措施没有落实到位的情况下违章操作，导致事故发生。

(3)炉内塌料喷溅引发的灼烫事故。电炉冶炼由于操作不当或生产工艺等原因都将会引发炉内物料沸腾、翻渣、塌料而造成热料四处喷溅导致发生人员灼烫事故。

①炉内温度过低，加入炉料未熔净，待温度上升，使集中溢出的气体受阻，同时若加料过快、过量，炉渣流动性不好，而引起炉内物料沸腾。

②炉内塌料后，出现低温或有潮气的炉料落人液态金属与熔渣混合，产生上下翻动，增加了反应接触面，加剧了反应。

③电炉的电极硬断造成电极变短，所配的料粉湿，操作不当情况下，易造成塌料，炉内热料喷溅。炉面周围若有人员作业或逗留时，极易发生灼烫事故。

(4)电极爆炸诱发的灼烫事故。

①生产所用的电极糊挥发波动大，结晶水偏高，烧结速度慢，在电极烧结不好的情况下，产生大量可燃气体，并迅速集聚膨胀，造成电极爆炸。

②电炉冶炼操作人员经验不足，未能判断电极会发生异常情况。

③车间现场电极孔的缝隙较宽，存在一定隐患，且作业现场警示标识不够完善等。

(5)铁水包倾翻、铁水外溢险肇严重灼烫事故。

(6)生产作业现场环境状况不良导致的灼烫事故。浇铸间是供出炉的高温铁水浇铸冷却的场所。多数铁合金厂都是在此场地进行综合作业，如炉渣的水淬、未被水淬炉渣的冷却、铁合金冷却后的成品精整吊运，以及行车运行和锭模、渣包、铁水包、精整斗等存放的综合场所，加之由于浇铸间生产作业现场管理力度不够，制度、整治措施落实不到位，检查考核不严等，导致浇铸问物品随地堆放，工件、工具到处乱丢，炉渣及废弃物不及时清理，场地通道狭窄或安全通道被物品、精整斗占据，作业人员行动不便。安全标志不设置或设置不规范等，致使浇铸间存在着一定的事故隐患，也是灼烫事故极易发生的场地。

(7)其他灼烫事故。铁水出炉后浇铸冷却过程中，由于铁块在收缩或断裂时产生内应力，引发碎片弹出，极有可能伤及或灼伤周围的人员。

预防对策与措施

(1)认真贯彻执行“管生产必须管安全”的原则。①从各级领导抓起、做起，层层落实，对不能认真履行其职责的单位或个人要采取处罚措施，以达到警醒目的；②加强安全教育，以本企业历年来发生的灼烫伤事故为案例，在本公司范围内广泛开展“安全第一”、“生产必须安全”的学习宣传教育活动，进一步提高全员的安全意识和自我防护能力；③加强作业人员的操作技能及安全知识培训。

(2)防止冶炼过程中塌料，造成大量热料喷出灼伤人员。必须做到：①严格控制入炉原料粒度、水分，如炉料湿度大必须先烘烤干燥后方可入炉：②加强炉况观察和维护，确保炉况运行正常；③加强冶炼电极的维护，控制电极硬断事故。当冶炼中发生熔池物科剧烈沸腾时，配电工应立即升抬电极，切断电源。炉面操作人员停止加料，立即远离炉门两侧；④配电工在升抬、插入电极操作中，先打铃示警并注意观察，教促炉面加科和3楼平台加糊焊接电极壳作业人员离开炉旁，以防塌料引发热料喷溅灼伤事故发生。

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