25500kVA镍铁矿热炉工程可研报告(6)

炉膛深度：H=1600（渣层厚度）+800（铁水厚度）+300（料坡高度）+300（死铁层留铁厚度）+500（气体空间，亦即炉料距炉口平台的距离）=3500 mm，烟罩高度950 mm，实际气体空间500+950=1450mm。

炉壳内径：15000 mm+800mm×2=16600mm 炉壳高度：3500 mm＋2600mm=6100mm

??超负荷30%时炉底功率密度：

矿热炉工艺技术参数详见表4-1。

25500?1.3?4?188kV?A/m2?152

表4-1 25500kV·A镍铁矿热炉工艺参数

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 名 称 炉壳内径 炉壳高度 炉膛内径 炉膛深度 炉墙厚度 炉底厚度 电极直径 极心圆直径 工作电压 工作电流 电极电流密度 电极工作行程 渣铁口个数 电极升降速度 单 位 mm mm mm mm mm mm mm mm V A A/cm2 mm 个 m/min 数 量 16600 6100 15000 3500 800 2600 960 4200±100 520 36807 5.09 1200 5 0.5～2 188 备 注 炉壳钢板厚20mm 偏大希望适应各种原料要求 炉缸区域设铜冷却壁 设水冷综合炉底 石墨电极 超负荷30% 超负荷30% 最大1500mm 2个出铁2个出渣，铁放净口1个 超负荷30% 炉底功率密度 kV·A/m2 22

5电极把持器关键技术选择

5.1 电极把持器的基本结构

电极把持器是生产铁合金、工业硅、电石和黄磷等矿热电炉的核心部件。它不仅承担着电极的负载，而且还受烟气、炉顶和熔融金属表面的辐射热，同时电极的电流所产生的强磁场或涡流也影响把持器的正常工作。

电极把持器的主要作用是将强大的电流通过导电铜瓦传递给电极，把铜瓦牢固地夹紧在电极上，控制电极的烧结，使电极内部和外部烧结均匀合理。具体地说，电极把持器是使铜瓦在一定的压力下贴紧电极壳，保证从母线传来的大电流通过集电环、导电铜管，经铜瓦传到电极壳上。当电极压放时又需要适当减少这种压力，使电极壳与铜瓦之间产生滑动，而又不会因过松产生打弧烧毁电极壳和铜瓦。在更换铜瓦时要求拆卸、更换方便。把持器被烟气、烟罩顶和熔融金属表面的辐射热以及通过把持器的电流所加热，附近温度经常在800℃～1000℃以上。电极把持器在此种高温、涡流强磁场的条件下作业，应能保证在将电流导向电极时的电能损失达到最低，并能牢固地夹住电极不让电极在冶炼过程中滑落，同时电极把持器的构造应便于作业过程中随着电极的烧损而下移或上升。

5.2 电极把持器的基本结构

电极把持器是由导电装置、压紧装置、电极压放装置和把持筒等部分组成。

5.2.1 导电装置

传统的导电装置一般包括集电环、导电铜管和铜瓦。

集电环主要起均压作用，其将电流集合起来，然后再分配给导电铜管，以使每根电极上的每块铜瓦的电流基本相等。集电环中部有等分连接压紧件装置，主要与导电铜管连接。铜圆环结构的集电环，一般安装在把持筒上，

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并用绝缘材料隔离；导电铜管是集电环和铜瓦之间的连接管，其端口部位与冷却胶管连接，主要作用是传导电流，管内通水，自身冷却和铜瓦冷却；铜瓦的作用是传导电流和控制电极的烧结，按其材料的不同可分为铸造铜瓦和锻造铜瓦，铜瓦内部通水冷却，外部配有与导电铜管和夹紧环相配合的有关零部件。

5.2.2电极抱紧施压装置

电极把持器的机械（气压、液压）抱紧施压装置主要作用是夹紧和松开电极，以满足铜瓦对电极的压力和在冶炼过程中升、降电极，它是由电极夹紧环或压力环、大套、弹簧拉紧气缸或油缸及铜瓦等组成，工作可靠和操作简单是对抱紧装置的基本要求。 5.2.3电极压放装置

在冶炼过程中，电极的工作端是不断消耗的。电极压放装置的作用是定期压放电极，使电极消耗掉的部分得以补充，保持电极一定的工作端长度。电极压放装置有钢带式电极压放装置、双闸活动压放油缸式电极压放装置、下闸活动无压放油缸式电极压放装置、四闸活动油缸加蝶簧式电极压放装置及双气囊压放油缸式电极压放装置等。

5.3 电极把持器的种类

电极把持器的形式很多，它的夹紧方式主要有几种类型—大螺钉式、径向顶紧的压力环式、锥形环式。近年来，又从国外引进了波纹管式、胶囊式及组合式把持器等类型。 5.3.1 径向大螺钉顶紧式把持器

径向大螺钉顶紧把持器结构如图5-1所示（b是a中弹簧或蝶簧径向压紧方式的细部结构）。这种把持器的夹紧部分为弹簧式夹紧环。它是由半环、顶头、弹簧、弹簧垫、带内孔螺栓、固定螺母、外套等组成。压紧铜瓦是将钢制的顶头装入半环孔中，弹簧力通过顶头作用在铜瓦上，只要弹簧力调整合

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适，压放电极时，电极可靠自重克服铜瓦与电极的摩擦力向下滑移。

径向大螺钉顶紧把持器把持器结构结构简单可靠，可以随电极壳的变形状况，调整铜瓦对电极壳的压紧力，图5-1（c）为完全人工调整，无弹簧施压的结构。

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(a) (b) (c)

（a）1—电极 2—铜瓦 3—水冷环 4—顶头 5—弹簧 6—顶紧螺钉

（b）1—半环 2—顶头 3—弹簧 4—套筒 5—弹簧垫 6—固定螺母 7-带内四方孔的螺栓 8-外套 （c）1—铜瓦 2—半环 3—夹紧 4—螺母 5-压块 6-绝缘板

图5-1 径向大螺钉顶紧把持器

5.3.2 大螺栓夹紧式把持器

螺栓压紧把持器结构如图5-2所示。这种把持器的夹紧部分为大螺栓式两半夹紧环。它是由圆环、大螺栓、螺母、压块、绝缘材料组成。压紧铜瓦是将一个特制的铜螺母固定在半环孔中，通过调节大螺栓来压紧和松开电极。它的优点是简单可靠，取消了压放等一系列复杂的结构，电极压放由专用工具将电极抱紧坐在炉顶上，然后提升把持器完成一次压放操作。在黄磷及铜冶炼矿热炉中有应用，铁合金、电石电炉中应用较少。缺点是手工操作，劳动强度大，工人受辐射热熏烤厉害。

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接母线

1—把持器主体 2—铜瓦 3—夹紧螺栓 4—拉杆

图5-2 大螺栓夹紧式把持器

5.3.3 液压缸式把持器

液压缸式把持器结构如图5-3所示。

1—导向水套 2、4—液压缸 3—铜瓦

图5-3 液压缸式把持器

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