鐵合金電爐

冶煉鐵合金的主要設備。鐵合金電爐分為還原電爐和精煉電爐兩類。 還原電爐 又稱埋弧電爐或礦熱電爐，採取電極插入爐料的埋弧操作，還原電爐有敞口、封閉（或半封閉），爐體有固定、旋轉等各種形式。精煉電爐 用於精煉中碳、低碳、微碳鐵合金。電爐容量一般為1500～6000千伏安，採用敞口固定或帶蓋傾動形式。前者類似還原電爐，可配備連續自焙電極；後者類似電弧煉鋼爐，使用石墨或炭質電極。

基本介紹

• 中文名：鐵合金電爐
• 又稱：埋弧電爐或礦熱電爐
• 分為：還原電爐和精煉電爐
• 容量一般為：1500～6000千伏安

信息

tiehejin dianlu

鐵合金電爐

ferroalloy furnace

冶煉鐵合金的主要設備。

分類

鐵合金電爐分為還原電爐和精煉電爐兩類。

還原電爐

又稱埋弧電爐或礦熱電爐，採取電極插入爐料的埋採用敞口固定式電爐（圖1a鐵合金還原電爐），隨著環境保護要求的提高和餘熱利用技術的進展，對不同產品分別採用封閉式電爐（圖1b鐵合金還原電爐）或矮煙罩、半封閉式電爐（圖1c鐵合金還原電爐）。爐體旋轉可以消除懸料、減少結殼“刺火”使布料均勻、反應區擴大，以利爐況順行。電爐容量（在鐵合金生產中指電爐變壓器容量,按千伏安計,用以標誌電爐能力）在50年代以前一般從幾百至一萬千伏安左右，後來逐漸向大型化發展。70年代新建電爐一般為20000～40000千伏安,最大的封閉式電爐達75000千伏安，最大的半封閉爐達96000千伏安。

現代鐵合金電爐一般為圓形爐體，配備三根電極。大型錳鐵電爐有採用矩形多電極的。大型矽鐵電爐有些裝備旋轉機構，爐體以30～180小時旋轉360°的速度沿水平方向旋轉或往復擺動。封閉電爐設定密封的爐蓋，半封閉電爐在煙罩下設有可調節開啟度的操作門，以控制抽入空氣量和煙氣溫度。

電極系統廣泛採用連續自焙電極，最大的直徑可達2000毫米，有的還做成中空式。連續自焙電極由薄鋼板電極殼和電極糊組成，在運行中電極糊利用電流通過時產生的熱量和爐熱的傳導輻射自行焙燒。隨著電極的消耗，電極殼要相應逐節焊接，並向殼內充填電極糊。電極把持器由接觸頰板（導電銅瓦）、銅管和把持環等構件組成，它的作用是將電流輸向電極，並將電極夾持在一定的高度上，還可以調節電極糊的燒結狀態。電極升降和壓放裝置吊掛著整根電極，用以調整電極插入深度。

從變壓器低壓側到電極把持器的饋電線路通稱短網，是一段大截面的導體，用以輸送大電流至爐內。大型電爐變壓器的二次繞組多數通過短網在電極上完成三角形接線。整個網路由硬母線束、軟母線束和銅管組成。

精煉電爐

用於精煉中碳、低碳、微碳鐵合金。電爐容量一般為1500～6000千伏安，採用敞口固定或帶蓋傾動形式。前者類似還原電爐,可配備連續自焙電極;後者類似電弧煉鋼爐，使用石墨或炭質電極。

煤氣淨化

鐵合金還原電爐生產過程中產生大量煤氣。用敞口電爐生產時，煤氣遇空氣燃燒成為煙氣，量大塵多，既難淨化，又不利於能量回收，長期污染環境,形成公害並造成能量損失。70年代以來,為了保護環境和節約能源，鐵合金還原電爐逐漸由敞口電爐改為封閉或半封閉電爐。冶煉錳鐵、鉻鐵等鐵合金用封閉電爐，冶煉需要料面操作的鐵合金（矽鐵、金屬矽等），則用半封閉電爐。

封閉電爐設定密封的爐蓋和泄爆裝置，產生的煤氣於未燃狀態引出，導入煤氣淨化設施淨化回收。煤氣發生過程連續穩定,煤氣體積只有敞口電爐煙氣體積的1～2%。因此煤氣淨化設備小,組合簡單,淨化操作便利。煤氣淨化一般採用濕法工藝。煤氣含CO、H2、CH4等有效燃料成分約占氣體體積的80%,主要是CO,發熱值為2100～2400千卡/標米。

為了治理矽鐵電爐的煙氣，起初將敞口電爐的高煙罩改為矮煙罩，後來發展成為半封閉電爐。其發展過程見圖2敞口鐵合金電爐煙氣治理髮展過程。

能控制煙氣量便於淨化和回收熱能。裝設餘熱鍋爐時，回收的熱量可達電爐總耗能量的30%或總耗電量的65%，如用於發電可回收電能約20%。煙氣淨化一般採用乾法工藝。

矽錳鐵合金電爐在冶煉生產過程中排出大量的高溫含塵煙氣，煙塵主要成份是MnO和SiO2，煙塵粒徑大部分小於5um。因此，如果不採取有效的煙氣淨化，這種含微細粒徑的含塵煙氣對室內外環境和人體健康危害很大。並影響鐵合金周圍的大氣環境和工人的身心健康。因此，無論從環保效益還是社會效益，治理好矽錳礦熱爐煙氣都具有極其重要的意義。

事故分析

灼燙事故原因

(1)違章指揮導致的灼燙事故。“三違”是造成事故的罪惡之源，其中違章指揮最具有危害性。

(2)違章操作所致的灼燙事故。主要原因是個別冶煉工安全意識淡薄，思想麻痹，不遵守出鐵吹氧安全操作規程或受習慣性違章作業人員影響，在安全防護裝置缺乏、損壞，安全防護措施沒有落實到位的情況下違章操作，導致事故發生。

(3)爐內塌料噴濺引發的灼燙事故。電爐冶煉由於操作不當或生產工藝等原因都將會引發爐內物料沸騰、翻渣、塌料而造成熱料四處噴濺導致發生人員灼燙事故。

①爐內溫度過低，加入爐料未熔淨，待溫度上升，使集中溢出的氣體受阻，同時若加料過快、過量，爐渣流動性不好，而引起爐內物料沸騰。

②爐內塌料後，出現低溫或有潮氣的爐料落人液態金屬與熔渣混合，產生上下翻動，增加了反應接觸面，加劇了反應。

③電爐的電極硬斷造成電極變短，所配的料粉濕，操作不當情況下，易造成塌料，爐內熱料噴濺。爐面周圍若有人員作業或逗留時，極易發生灼燙事故。

(4)電極爆炸誘發的灼燙事故。

①生產所用的電極糊揮發波動大，結晶水偏高，燒結速度慢，在電極燒結不好的情況下，產生大量可燃氣體，並迅速集聚膨脹，造成電極爆炸。

②電爐冶煉操作人員經驗不足，未能判斷電極會發生異常情況。

③車間現場電極孔的縫隙較寬，存在一定隱患，且作業現場警示標識不夠完善等。

(5)鐵水包傾翻、鐵水外溢險肇嚴重灼燙事故。

(6)生產作業現場環境狀況不良導致的灼燙事故。澆鑄間是供出爐的高溫鐵水澆鑄冷卻的場所。多數鐵合金廠都是在此場地進行綜合作業，如爐渣的水淬、未被水淬爐渣的冷卻、鐵合金冷卻後的成品精整吊運，以及行車運行和錠模、渣包、鐵水包、精整斗等存放的綜合場所，加之由於澆鑄間生產作業現場管理力度不夠，制度、整治措施落實不到位，檢查考核不嚴等，導致澆鑄問物品隨地堆放，工件、工具到處亂丟，爐渣及廢棄物不及時清理，場地通道狹窄或安全通道被物品、精整斗占據，作業人員行動不便。安全標誌不設定或設定不規範等，致使澆鑄間存在著一定的事故隱患，也是灼燙事故極易發生的場地。

(7)其他灼燙事故。鐵水出爐後澆鑄冷卻過程中，由於鐵塊在收縮或斷裂時產生內應力，引發碎片彈出，極有可能傷及或灼傷周圍的人員。

預防對策與措施

(1)認真貫徹執行“管生產必須管安全”的原則。①從各級領導抓起、做起，層層落實，對不能認真履行其職責的單位或個人要採取處罰措施，以達到警醒目的；②加強安全教育，以本企業歷年來發生的灼燙傷事故為案例，在本公司範圍內廣泛開展“安全第一”、“生產必須安全”的學習宣傳教育活動，進一步提高全員的安全意識和自我防護能力；③加強作業人員的操作技能及安全知識培訓。

(2)防止冶煉過程中塌料，造成大量熱料噴出灼傷人員。必須做到：①嚴格控制入爐原料粒度、水分，如爐料濕度大必須先烘烤乾燥後方可入爐：②加強爐況觀察和維護，確保爐況運行正常；③加強冶煉電極的維護，控制電極硬斷事故。當冶煉中發生熔池物科劇烈沸騰時，配電工應立即升抬電極，切斷電源。爐面操作人員停止加料，立即遠離爐門兩側；④配電工在升抬、插入電極操作中，先打鈴示警並注意觀察，教促爐面加科和3樓平台加糊焊接電極殼作業人員離開爐旁，以防塌料引發熱料噴濺灼傷事故發生。