有色金属冶炼中的电炉熔炼是将电能通过电极与炉料所产生的电弧或直接通过熔融炉渣作电阻所产生的高温来熔化物料的。并可控制熔体温度在1200～1600℃范围内的任何温度。熔炼电炉主要用于熔炼含有大量难熔脉石成分的物料，在电力资源充足的地区，也用于熔炼一般矿石。

电炉熔炼的主要优点是：熔池温度容易调节并能达到较高温度；理论烟气量低；热效率高，可达60％～80％；渣量少，熔炼金属总回收率高等。

电炉粉炼的主要缺点是：电能消耗大，加工费和较反射炉熔炼高；炉料含水分一般不超过3％；基建投资略高国。

(资料图片仅供参考)

我国在铜、镍、锌、锡等的冶炼，熔融炉渣的保温及贫化等方面均使用电炉。

接下来，威光节能就以铜精矿及镍精矿熔炼电炉的炉体结构及熔炼环境，介绍其所需耐火砖的砖型及种类特征。

一、熔炼电炉的炉型

熔炼硫化铜精矿和硫化铜镍矿的电炉可具有长方形、椭圆形和圆形等形状。

在有色金属冶炼中，大型熔炼电炉一般采用固定式长方形密闭电炉。长方形电炉允许有较大的炉床面积和功率，对变压器的配置较为适宜，并有利于冰铜和炉渣的分离，炉体砌筑方便等。

矩形电炉的尺寸，长10～35.66m，宽4.5～10.67m。熔渣温度为1200～1380℃，熔炼最终产物是铜镍锍（它是镍、铜和铁的合金）或铜锍，温度约为1050～1250℃，生产连续进行。

二、炉体结构

炉体由耐火砌体、钢结构及基础礅组成。

炉底与基础之间由基础礅支撑，构成架空结构。

由于熔炼电炉炉底温度较熔炼反射炉炉底温度高，为保护炉底，耐火砌体由炉底、炉墙、炉顶组成。

（一）炉底

熔炼电炉炉底结构为砖砌反拱式炉底，反拱砖层数为2～3层，炉底总厚度一般为1250～1300mm。由下往上依次为炉底钢板（40mm）、耐火烧注料（95～150mm）、粘土砖（230～300mm）、镁砖（760mm）、也有不用耐火注料，直接砌粘土砖（500mm）、其上用镁砖（760mm）、砌成反拱式炉底。

在生产实践中发现，炉底的结构形式不好，其主要缺点是：

（1）炉底下部做成反拱状式状整体式耐火浇注料底座，两边高、中间底、中间处厚仅150～200mm，这种厚薄相差悬殊的整体式底座，不仅不能承受1000～2000t炉体重量，而且不以适应不同的热膨胀与不均匀下沉，招致耐火浇注料底座碎裂，造成漏炉；

（2）侧墙与炉底连接处为直缝，在生产中常出现条状裂缝，造成漏炉。

将炉底的结构形式改进后，用耐火粘土砖砌成反拱形底座，代替的原来的耐火浇注料底座，反拱拱脚与炉境况交接处用错台压砌代替原来的直缝。而且，湿砌的粘土砖必须烘干后方可砌镁砖反拱；若粘土砖层与镁砖反拱砌好后一起烘，将会因底座的湿气上升，使上层镁砖粉化。

（二）炉墙

熔炼铜精矿或铜镍精矿的电炉炉墙高度在8.7m以内，侧墙主端墙的内壁、渣线以下用镁砖砌筑，渣线以上的内壁及全部外壁采用粘土砖砌筑。侧墙厚度：镁砖690mm，粘土砖114mm。端墙厚度：镁砖920mm，粘土砖114mm。大型长方形电炉外壳采用分场围板（钢板厚20～40mm）和骨架配合起来固定砌体，近年来一些大型电炉为提高渣线部位炉衬寿命，采用水套围板，既起围板作用，又起水冷炉墙的作用。

（三）炉顶

电炉进行熔炼作业时，电极浸没在炉渣内，炉渣内通过电流而加热，并以炉渣作为熔炼的热源。因此，从熔体内只析出不多的反应气体和水蒸气。此外，炉渣表面大部分被炉料所覆盖，因而熔炼时炉顶的温度不超过600℃。用粘土砖砌筑的炉顶使用情况非常良好。

炉顶一般采用粘土砖砌筑。大型电炉炉面厚度通常为300～400mm，有时为了减少热量损失，在炉顶上砌一层隔热砖，炉顶跨度约为5.3～6.2m；小型电炉炉顶厚度为230mm。若炉顶上留设较大的孔洞时，其周围采用耐火浇注料浇注成整体。也有采用耐火浇注料捣制或埋设水冷铜管的预制耐火浇注料炉顶，它比砌砖炉顶具有更好的整体性和密封性。

来源：热处理生态圈

编辑：杨露 校对：孙超审核：吕东显 媒体合作: 13501198334

第21届北京国际热处理展览会

定档2023年6月1~3日

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关键词： 耐火浇注料 有色金属冶炼 电炉熔炼