我国铁合金年生产矿热炉按其供电方式可分为三相交流供电、直流供电和低频电源供电三种。传统的三相交流矿热炉，由于电抗与电阻的比值常在2.7～6.0甚至达到7.0以上，大的电抗存在，降低了系统的功率因数与有功功率，降低了电效率。若在传统的三相矿热炉的电炉变压器二次侧与短网间加入一个低频电源装置，即将工频50Hz交流电调节为0～3Hz的低频电源供电，可减少大电流线路的电抗，提高炉内的输入功率，节约电能，提高产量，降低消耗。
    1.1　矿热炉低频电源供电系统
    矿热炉低频供电系统如图1所示。

图1　矿热炉低频供电系统示意图

    1.2　低频电源矿热炉的特点
    低频电源矿热炉既兼有直流和交流供电的诸多优点，又避免了交流供电端网阻抗大、直流供电电弧偏移的缺点。由于频率低(如0.05Hz)，近于直流，其电抗可忽略不计，因而具有直流的优点，而且还是交流、三相电极、无底电极，克服了直流的弱点，使运行中起弧容易，电弧稳定。
    1.2.1提高了功率因数，增强电炉变压器的供电能力
    由于短网感抗L及电抗X都大幅度降低，在运行中功率因数均大大提高。
    1.2.2炉底温度提高，电极消耗下降
　　低频电源使电流的集肤效应减少，整个电极截面通过的电流均匀，电极表面密度减少，外层温度下降，氧化消耗速度减少，从而使电极消耗下降。由于频率低，近于直流，避免了交流供电强弱相间的功率转移，三相供电平衡，电弧稳定，炉底热量集中，有利于提高炉底温度，促进了炉内还原反应的进行，也有利于铁水温度的均匀和控制炉底的上涨，这对某些品种(如CaSi，BaSi等)的冶炼过程中控制炉底上涨更为重要。
    1.2.3提高了有功功率，增加了电效率
　　阻抗减少了，短网有功功率的损失也随之下降，从而使输入炉内的有功功率增加，提高了有功功率的利用效率。
    1.3　低频电源矿热炉的应用及效果
    低频电源矿热炉产品结构合理，运行可靠，性能优良，其功率因数比原来提高10％～15％，达到0.92～0.94，电极消耗降低约25.7％，变压器输入的有功功率增加10％～15％，与同容量的交流工频矿热炉相比，可节电5.73％，噪声降低约15dB.
   2　直流矿热炉技术
　　目前我国绝大部分厂家采用交流矿热炉生产铁合金、电石及xx等产品，其主要缺点是功率因数低、电耗高、电弧不稳定、噪音大。由于电耗高，使生产成本居高不下。一些铁合金工作者在总结炼钢直流电弧炉所具有的一系列优点(冶炼电耗和运行噪音低、生产效率高、电极消耗少)的基础上，开发了直流矿热炉，并投入了工业应用。

单位名称 容量MVA 生产品种 炉型 底电极类型
河北四方台铁合金厂 2.0 硅铁、硅锰 单电极 石墨电极
河北四方台铁合金厂 6.3 硅锰 单电极 金属水冷电极
河南王封铁合金厂 2.0 硅铝铁 单电极 石墨电极
河南王封铁合金厂 2.0 硅铝铁 单电极 石墨电极
青海宏远铁合金厂 5.0 硅铁 三电极 金属水冷电极
辽宁金利铁合金厂 6.3 硅铁、硅锰 单电极 金属水冷电极
青海华电铁合金厂 6.3 硅铁 单电线 金属水冷电极
内蒙包头铁合金厂 2.0 硅铁 单电极 石墨电极
青海新宇铁合金厂 5.0 硅铁 单电极 金属水冷电极
山东泉沟铁合金厂 0.4

硅铝铁 单电极 石墨电极
山东泉沟铁合金厂 6.3 硅铁、硅铝铁 三电极 石墨电极
    2.1　直流矿热炉的分类
　　目前使用的直流矿热炉按其供电布线的方式分为单电极和三电极两种，其结构分别见图2和图3。其中三电极直流矿热炉可以是一台直流电源供电(见图3a)和三台直流电源供电(见图3b)。

图2　单电极直流埋弧炉结构示意图

a)5MV直流埋弧炉　　b)16.5MVA直流埋弧炉

图3　三电极直流埋弧炉结构示意图

    2.2　直流电弧炉的特点
    2.2.1　炉底导电结构简单，运行可靠，安装维修方便。
    2.2.2　熔池反应区温度较高，炉眼易开，出铁顺畅。
    2.2.3　炉底热量集中，反应坩埚区接近于炉底，有利于还原反应的进行，从而有效地控制了炉底上涨，对难炼产品(如CaSi、BaSi等)的冶炼周期延长更为重要。
    2.2.4　电弧稳定，电极消耗降低，噪声减少。
    2.2.5　节约电能，增加产量，显著地改善铁合金冶炼的技术经济指标。
    2.3　直流矿热炉的应用效果
　　据文献介绍，张家口市四方台铁合金厂的2MVA和6.3MVA单电极直流矿热炉(冶炼锰硅合金)同国内重点铁合金厂的交流矿热炉相比，电耗降低7％以上，电极糊节约45％，功率因数提高6％，产量增加12％左右。
　　青海华电铁合金厂在6.3MVA直流矿热炉上生产75％硅铁的实践表明，直流矿热炉电耗比交流矿热炉降低6％～8％，电极消耗节省40％～50％，设备噪音减少7～13dB，炉子功率因数提高至0.94。

 我国铁合金矿热炉设计与制造,至今未有统一的标准,相同容量(kVA)与相同产品的矿热炉参数结构差别较大,对其制作的质量评定,无统一标准。文章从矿热电炉设计原则、形式结构、质量评价与技术经济指标进行讨论, 提出些个人看法、观点,以期达到认识的统一,确定基本的设计准则与质量评价,有利于铁合金行业矿热炉装备的发展与稳定。
    There are not uniform measuring standards of designing and producing submerged arc furnace of ferroalloy so far in our country.Current submerged arc furnace , even being in the same capacity (kVA) or belonging to the same type of products , have quite different parameter structures and not uniform standards of quality assessments . Based on discussions of the designing principles , the types and structures , the quality assessments , and the technological and economical indexes , this article puts forward s...