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铁合金还原电炉使用矿石、碳质还原剂等炉料，进行还原冶炼，生产铁合 金的电炉设计。还原电炉操作时，电极插入炉料中，进 行埋弧冶炼，间断出铁，故又称埋弧电炉或矿热电炉。 设计内容主要包括电炉类型和特征、主要技术参数、电 炉组成和结构等。 电炉类型和特征普遍采用的是三相交流电炉。 按炉口型式可分为高烟罩敞口式、矮烟罩敞口式、半封 闭式(图中a)和全封闭式(图中b)四种。其中前两种为早期使用的型式，日趋淘汰。按炉体形状可分为圆形和矩形两类。通常采用圆形炉体，配备三根电极;大型矩形电炉也有使用六根电极的。所配置的电炉变压器可以是一台三相的或三台单相的，后者在大型电炉上广泛采用。主要技术参数根据冶炼品种和年生产能力首先确定电炉变压器额定容量(见铁合金电炉还原冶炼车问设计) ，选择变压器类型(三相或三台单相)，确定电炉主要技术参数(包括操作电压、操作电流、电极直径、电极极心圆直径或电极中心距、炉膛直径及深度、炉壳直径及高度、烟罩或炉盖高度、电极升降速度和电极工作行程等)。所有这些，一般多采用经验公式进行计算，并参照国内外生产实践进行选定。中国部分还原电炉主要技术参数列于表1。(1)半封闭式电炉。应用最广，其烟罩多为由矮烟罩演变而成的半封闭罩，通常在其侧部设置3一6个可调节开度的炉门，以使既可在需要加料、捣炉操作时开启，又可按需要控制冷空气进入量，调节炉气温度，有利于烟气余热利用和除尘。半封闭式电炉主要用于需要进行炉口操作的硅铁、硅钙合金等的冶炼。(2)全封闭式电炉。亦即带炉盖的密闭电炉。常为不需要进行炉口操作的品种生产所采用，炉内产生的煤气由导管引出，再经净化处理后可回收利用。电炉组成和结构主要包括电极装置、烟罩或炉盖、炉体和加料装置，还有为电极装置提供动力源的液压和气动系统，以及短网、变压器等电气设备(电气设备见铁合金电炉供电和电控设备设计) 以及为电极把持器、矮烟罩或炉盖、料管下段等承受高温的部件提供冷却水的水冷系统。此外为便于操作检修，并保证安全运行，全封闭电炉炉盖上设置若干个带盖的窥视、检修和防爆孔。这类电炉主要用于高碳锰铁、锰硅合金、高碳铬铁等的冶炼。(3)圆形炉体又分为固定式和旋转式两种。圆形旋转式炉体是一种可绕其垂直轴线作36少旋转或按1200角往复旋转的炉体，常用于高硅硅铁(Fesi75或含硅更高的硅铁)和硅钙合金等的冶炼，有利于xx悬料、减少结壳“刺火(料面喷火)，使炉况顺行。电极装置传递并调节输入炉内电能的关键部件。由电极、电极升降装置、电极压放装置和电极把持器四个主要部分组成。电极多采用连续自焙电极又称索德别尔格电极 (Soederberg Electrode)，它由电极壳及填充其内的电极糊(无烟煤、焦炭、石墨和煤焦油沥青等的制成品) 组成。电极壳用于电极成型，以薄钢板卷制成圆筒，内设若干放射形加强肋片。为保证电极的充分焙烧和整体强度，电极壳制作必须严格符合要求。外表焊缝要光滑，接长时上下两节及其肋片之间要焊接牢固。电极壳厚度，通常需考虑焊接条件、电极壳截面电流密度(<3A/mmZ)和压放装置抱紧力等因素，一般其厚度为1.5一3mm。电极压放装置用于电极抱紧防止下滑，还可以延长或缩短电极工作端的长度。其结构形式有多种，电极抱闸常采用块式、带式和胶囊式三种，前两种为机械抱紧、液压松开;后一种为充气抱紧、排气松开。每相电极压放装置的上下两层抱闸环之间，一般设置2一3个最多6个压放(或倒拔)用液压缸;也有不设压放液压缸而将上下环做成分离式的，即上环单独固定，下环随电极动，压放或倒拔电极时，利用电极升降来实现，其优点是，压放时电炉不用先减负荷，但此种形式由于上、下环距离较大，电极的直线度要求较高。电极压放量一般为每次20~30mm，设计{zd0}范围达300mm。压放操作方式应具备自动程序控制和手动操作两种功能。 -电极升降装置有卷扬机和液压缸两种。前者在早期或小型电炉上使用较普遍，升降速度约0.25~0. 6m/min。后者广泛使用于大型电炉上，通常采用电子计算机控制，其升降速度可通过液压调速回路调节，液压缸设计既要考虑具有足够的升力，又要考虑两缸的同步性，并采用球形绞接方式。根据总体布置及设计安装条件，液压缸可做成活塞式吊挂缸或柱塞式座缸。一般为电极把持器由导电铜瓦(接触颊板)、铜管和压力提环等构件组成，用于将电流输向电极，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。铜瓦和电极间的接触压强一般为。.1一0.ZMPa。为减少电能 损耗，尽量缩短电极工作端在料面上的长度，通常将把 持器伸进炉盖或矮烟罩内，并以导向水套(又称大套) 密封。把持器各部件均处于高温和强磁场条件下工作， 必须有充分的循环软水进行冷却，并具有较好的防磁 性能。把持器的夹紧装置常采用锥环式、波纹管式和胶 囊式三种。 20世纪70年代末，挪威埃肯(Elkem)公司开发 研制了一种包括压放装置在内的新型组合式电极把持 器。80年代后已在一些国家(包括中国的一些电石 炉)得到成功应用。它与传统方式xx不同，既简化了 把持和压放机构，又可适用于不同直径的电极。由于电 极壳肋片结构的相应变革，还能使电极截面上的电流 分布更均衡，有利于加速电极的烧结，避免软断事故的 发生。 烟罩或炉盖有高烟罩、矮烟罩、半封闭烟罩和全 封闭炉盖等几种型式。高烟罩因烟气温度在300℃以 下，可用钢板和型钢焊制，不必水冷。矮烟罩、半封闭 烟罩和炉盖常采用水冷骨架和分块的水冷盖板，其内 侧需衬涂耐火隔热层。烟罩可吊挂在顶部平台上，亦可 支撑在操作平台上，或两者兼备;炉盖则支撑在操作平 台或炉体上。对于矮烟罩、半封闭烟罩或炉盖的设计: 在强磁场区，要选用不导磁金属材料制作;对相间和对 地连接部分要进行有效的电气绝缘;各冷却部位的冷 却水一般采用软化水，并要求高流速和大流量;进水管 段应设置调节阀门，以控制流量和调节水温，回水管段 上不宜设阀门，以免误操作切断水路，造成事故;炉盖 应设置带盖的检修孔、防爆孔和窥视孔。 炉体有圆形和矩形两种。常用的为圆形，包括由 厚15一25mm钢板焊制的炉壳、不同种类的炉衬及炉 底排架等。大型电炉有的还增设炉底风冷装置。炉底大 多为平底，亦有锥形和锅形的;炉衬则视冶炼品种而 定，冶炼硅铁、高碳锰铁、锰硅合金和硅钙合金的电炉， 内衬采用炭砖砌筑，冶炼铬铁和硅铬合金的电炉采用 镁砖砌筑，它们的外围均砌以粘土耐火砖;砌体与炉壳 间放置90~140mm厚的粘土骨料和Zomm厚的石棉 板或耐火纤维毡，作为弹性隔热层。炉底排架通常用大 型工字钢平行(或放射形)铺设;若为旋转炉体，则在 其底部另加一套旋转装置，它由转盘、滚轮组(或车轮 组)、中心轴和传动机构组成，旋转速度一般为每转一 周30一24oh，有的大型电炉采用每转一周200一600h。 加料装置由炉顶料仓、给料机(或闸门)和下料 管等组成。用于敞口或半封闭电炉的间断下料，常用振 动给料机通过下料管向炉内加料，也有的由上下设置 闸门的定量斗经下料管加料。用于全封闭式电炉的加 料，多为料管内充满炉料的连续下料方式，并利用料柱 密封，常在料管中下部设置电气绝缘段，上部设置常开 的针形闸门。炉顶料仓的容积，一般按满足电炉连续生 产4h以上的量来确定。料管数量依电炉容量大小而 定，一般中小型电炉为4~10根，大型电炉为10~16 根;半封闭电炉往往另设炉外料管2~3根，作为调整 炉况加料之用。为防止炉料在料管中出现棚料和架料， 料管中心线与水平面的夹角应大于55。;管径则根据炉 料的流动性、干湿程度和粒度大小而定，容量较大的电 炉，管径应大于400mm。处于高温和强磁场区的料管 下部要采用耐热(或水冷结构)和不导磁的材料制作。 发展动向20世纪80年代以来，瑞典等国家开 发研制的直流电炉，与交流电炉相比，具有消耗电极 少、噪声低、省电，并能改善电网质量等优点，受到铁 合金界的普遍关注，得到一定发展。已建成用于铁合金 生产的{zd0}直流电炉是南非的4。。。okv?A铬铁电 炉。中国于1987年和1988年先后在湖北通山和河北 张家口，分别建成so00kV?A冶炼金属硅(或称工业 硅)和ZO00kv .A冶炼锰硅合金的试验性直流冶炼电 炉，随后张家口又建设了一台6300kV?A的直流电 炉。此种单电极直流电炉在设备结构上类似单相交流 电炉。有的还做成中空电极，以便将部分粉料通过电极 中心孔直接加入炉内。