矿 热炉使用寿命，对矿热炉的炉底及炉墙采用了大型高炉炉底炉缸耐火材料内衬的 砌筑方案。 炉底的耐火材料内衬采用工作层和导热性永久层型式的内衬。炉底下部的永 久层由高度为的高铝质浇注料高度为的碳化硅质自流浇注料 和高度的石墨碳砖与高度的镁碳砖构成。石墨碳砖与炉底钢板 之间设置有冷拔无缝钢管工字钢组成的炉底冷却装置。 炉底上部的工作层由层高度为的镁铝砖层高度为的 镁铬砖构成。炉底的石墨碳砖采用的大块碳砖砌筑， 其余层均采用具有双向错台外形特征的特异型大块砖砌筑，以获得持续的稳定 密封效果。 炉墙仍然采用永久层和工作层的砌体结构方式。侧壁中下部的反应区熔池 区的工作层由具有凹凸镶嵌形状的镁铬大块制品构成，侧壁上部砌筑标普型镁 砖。工作层镁铬砖与立式冷却水套冷却壁之间，顶紧冷却水套砌筑小块微孔 碳砖。小块微孔碳砖与镁铬砖设宽度的填料缝，缝中填充高性能碳素捣打 料。 综上得出炉底厚度为，炉墙厚度则炉壳内径 炉壳高度。 物料需求与煤气发生量 全部使用拉兹红土矿红土矿冶炼镍铁需红土矿焙砂， 红土矿干矿，红土矿湿矿焦炭石灰。矿热炉每 小时产生的炉气量为。 冶炼电耗估算 全部使用红土矿红土矿冶炼镍铁需红土矿 焙砂，红土矿干矿，红土矿湿矿焦炭。矿热炉每小时 产生的炉气量为。 全部使用拉兹红土矿红土矿进行冶炼，冶炼镍铁所需红土矿焙砂冷料为，此时冶炼镍铁的理论冶炼电耗为镍铁。若采用 热装法冶炼镍铁时，冶炼镍铁理论上节约电能镍铁。故用热装 法冶炼镍铁，红土矿预还原焙砂温度达以上，其冶炼理论电耗 镍铁。 国内外镍铁矿热炉技术现状 国内外铜镍精矿矿热炉技术现状 目前，国内外采用矿热炉熔炼硫化铜镍精矿的冶炼厂主要有中国的金川磐 石吉林镍业公司云南冶炼厂前苏联的北镍贝辰加诺里斯克，加拿大的 汤普森鹰桥南非的瓦特瓦尔恩施皮雷森杰兹卡兹干皮尔多普等厂。 般来说，加拿大南非等国家的矿热炉机械化自动化程度均较高，前苏 联次之，我国基本上是停滞不前。主要是因为年以后我国有色冶金重点放 在发展闪速炉冶炼技术，关于矿热炉技术的工程化研究，文献报道不多，可资利 用的工程数据及设计资料十分有限。 我国用大型矿热电炉熔炼铜镍精矿已经年多的历史了。先后建成六台大 型矿热电炉，总容量达，在我国的铜镍生产中发挥了重要的作用， 创造了可观的经济效益。 曾经的云南冶炼厂先后建设两台电炉是当时我国建设的第台 大型炼铜矿热电炉，熔炼制粒焙烧铜精矿。该电炉年月投产，当时是根 据原苏联五十年代的技术设计建造，炉用变压器由台单相变压器 组成，总容量为，电极直径，炉型为六电极矩形炉。电极 采用卷扬机升降，用钢带吊挂人工下放，导电系统用软电缆，电极孔基本没有采 用密封。投产时花了四个月的时间才使炉况基本稳定下来，初期生产很不正常， 前三年的每吨炉料电耗指标均在以上。 年投产的金川熔炼镍精矿焙砂的号矿热电炉，也是六电 极矩形电炉，采用台单相变压器供电，炉料经皮带运输机箕斗 圆盘给料机上料刮板运输机送入料仓，炉料进入矿热电炉进行冶炼。炉体和云 冶电炉基本相同，电极则是采用液压结构。投产虽较顺利，但初期生产也不稳定， 多次发生漏炉断电极漏油着火等重大事故，前三年的每吨焙砂电耗也都在 以上，此期间的最高供电功率为左右，日处理能力不过 物料。云冶和金川经过长期生产实践，已逐步掌握了电炉熔炼技术，并对电炉进 行了多方面的改造，使电炉生产能力大大提高，基本杜绝了重大事故的发生，单 位电耗显著下降。当时云冶电炉电耗已下降到料以下，金川电炉电耗 曾也降到了焙砂。 二十世纪七十年代建设的磐石镍矿熔炼镍精矿干燥球团的的矿 热电炉，由台三相变压器供电，为三电极矩形电炉。该电炉吸取云冶金川的 经验，革新了炉体结构，虽然电极也用卷扬升降，但改为直流电动机传动，而且 用可控硅自动控制另外用软铜带导电系统代替了原来的软电缆导电系统，设计 了防磁的电极孔密封装置。该电炉年已顺利投产，未发生任何事故，生产 稳定，开始就取得了电耗干料的指标。 可以看出，我国铜镍矿热电炉冶炼技术从二十世纪八十年来已有了很大的发 展，备料操作设备电气等方面都取得了不少进步。但目前基本上仍处于这时期的装备水平，主要是因为闪速炉冶炼技术的发展，使得矿热炉技术几经边 缘化，近二十年来几乎没有任何重大的改进。如云铜公司年引进投产了艾 萨炉炼铜技术，矿热炉只是作为艾萨炉停产时的备用生产设备。金川集团公司也 引进了闪速炉冶炼冰镍，随后矿热炉就基本停产，近年来为了月，年后进行改造，采用回 转窑电炉流程，建成座回转窑和台电炉，其中电炉两台电 炉两台。年产镍铁。该厂总结出熔炼过程中几点经验 镍铁的工艺中，电能消耗占成本的左右 采用高功率负荷操作 采用焙砂温度 ④采用覆盖熔池式操作 采用较高的二次电压 适当的炉渣碱度 适当控制金属的还原镍还原近，铁进入金属中 焙砂的运送系统包括计量包运输罐炉顶料包落料漏斗等均加保温衬 里，并实行自动化操作，可减少热辐射损失。 印度尼西亚国际镍公司梭罗阿科厂 国际镍公司于年建立起圆形电炉三台，年产含镍的 镍锍工厂与相应的红土矿基地。最初开采西部矿石镍品位高达，但酸性过大 后与含的较碱性的东部矿石配合，得到含的混合矿，镍回收率。 采用三台电炉圆形电炉处理预还原后的红土矿。采用大直径 ，低单位面积功率的原因是为了尽量保护炉墙不受腐蚀。但是投产后，炉墙仍 发生严重腐蚀，其原因为矿石的为，相对镁砖来讲，酸度过大 渣的液相线温度相对太低熔化粗粒炉料的橄榄石，需要有足够的过热温度。为此， 将炉料的降到使渣液相线温度提高减少西部矿粗粒中的橄榄石含 量，以降低炉渣所需的过热温度。排渣温度为。 为了保护炉墙不被腐蚀，在渣线带采用外壳淋水冷却。放出口附近，加强结构强 度。炉顶加水冷的钢梁，梁外加耐火材料，减少热损失。电炉的能耗与经济生产规模和 燃料价格相关，用煤代替部分油，电耗由增加到电炉 功率从提高到。 多米尼加鹰桥镍公司圣多明各厂 多米尼加鹰桥镍公司的电炉熔炼原料来自还原车间的产物经过脱水制团竖炉煅 烧部分还原的热煅烧球团矿。不属于流程，但电炉的配置构造电 气制度等可以供参考。 该厂建设六电极矩形电炉三台，年产镍铁。每台电炉有三台 单相变压器组成，二次电压为。碳素电极直径为，单位 面积功率。 日本八户冶炼厂 日本八户冶炼厂先后建设电炉台电炉台 电炉台。其中只有电炉生产镍铁，电极直径为，炉壳直径为， 炉壳高度为。 美国汉纳矿业公司 美国汉纳矿业公司的工艺的特点是采用改良的尤他法，即在回转窑中只预热 煅烧而不是预还原，在电炉中也主要是熔化，只加部分还原剂，选择性地还原出部分 铁和镍，熔融体在路外加硅铁还原得到粗镍铁，精炼后得到产品镍铁。先后建设 三电极圆形电炉四台，炉膛内径为，炉膛深度为，自焙电极直径为。常 用二次操作电压为。 电炉变压器技术参数的选择 矿热炉变压器的技术要求 由于炉料电阻原料及电源电压经常变化，要求变压器有较多的调压级数， 每级输出电压级差较小，且几乎均要求前几级恒电流输出，后几级恒容量输出。 中小型三相矿热炉变压器的次绕组可设计成接法或接法，而在 以上，则多采用接法设计。 般大型矿热炉变压器多由三台单相矿热炉变压器组成三相组的形式。这是 由于三相矿热炉变压器的大电流短网在长度上各相有很大的差异，使三相阻抗严重不平 衡，造成电能转移和各相的电流和功率不均衡现象。采用单相变压器可以围绕矿热炉对 称布置，缩短短网长度，使三相阻抗近似平衡，可大大改善电能的转移和各相不均衡现 象，从而减少电能损耗，增加矿热炉运行的功率因数。 负载不平衡和能量转移是由短网结构本身造成的，而且是难以消除的，所以 电极将出现活相或死相的情况。矿热炉正常作业的主要条件是熔池中各相功率 要平衡，为此变压器应该具有能够单独调整各相电压的能力，即所谓分相电压调节。 在这种情况下，炉子的每相都以最佳电压工作，各相电流强度均衡，熔池功率也均衡。 虽然能量转移被保留下来，但是可以消除能量转移对炉子作业的不良影响。分相电压调 节矿热炉变压器的各相输出电压允许差值由次接绕组内的环流所限制。 随着矿热炉功率加大，大电流回路使炉子具有较大的电抗值，致使矿热炉功 率因数下降。在炉子回路中接入电容器是补偿无功功率最有效的办法，所以在大型矿热 炉变压器中，常在三次侧考虑装置补偿电容器。 国外冶炼红土矿的镍铁矿热炉变压器二次电压选择 法国镍公司新喀里多尼亚多尼安博冶炼厂先后建设八台电炉，直径， 三电极埋弧操作，常用二次电压为三台矩形电炉，外部尺寸为 ，平均二次电压为。 多米尼加鹰桥镍公司圣多明各厂建设六电极矩形电炉三台，每台电炉 有三台单相变压器组成，二次电压为。 美国汉纳矿业公司先后建设四台三电极圆形电炉，炉膛内径为，炉 膛深度为，自焙电极直径为。常用二次操作电压为。 哥伦比亚塞罗马托莎公司蒙特利巴诺厂电炉为圆形电炉，炉膛内径为 ，炉壳有特殊冷却装置以保护炉墙。满负荷运行时二次电压为， 平均二次电压为。 日本八户冶炼厂先后建设电炉台电炉台 电炉台。平均二次电压分别为。 国内外铜镍精矿矿热炉变压器二次电压选择 表国内外铜镍精矿矿热炉变压器二次电压