[科普中国]-冶炼炉

冶炼炉指熔化铁矿石的炼炉，如熔化赤铁矿（Fe2O3）或磁铁矿（Fe3O4），使之变成生铁（pigiron）。这种炉体是耐火材料衬里的高大柱形结构，从顶端填入选洗矿石、焦炭和溶剂（溶剂通常为石灰石）。氧化铁变为金属铁是一还原过程，过程中用一氧化碳和氢作还原剂。

冶炼炉类型最早的碳化硅冶炼炉是艾奇逊于1893年发明的，它是一个耐火砖砌成的长方形容器。里面装有硅砂，焦炭、食盐配成的炉料，两根炭素电掇插人炉中，炭质材料炉芯装在两电极之间，发电机接在电极上，大电流通过炉芯产生高温，炉芯周围炉料即进行化学反应生成碳化硅，经冷却取出产品。

现代工业碳化硅冶炼炉，都属于艾奇逊型炉，只是炉型大小不同而已。根据功率大小可分为小型、中型、大型及特大型四种，大体划分：功率不足1200kw称小型炉，1500～2500kW称中型炉，2600～5000kW称大型炉，5000kw以上称特大型炉。

冶炼碳化硅的电阻炉，从结构形式上可分为固定炉和活动炉两种．此外还有u型炉和山型炉．

1、固定炉

固定炉是国内外采用最多的一种炉型，其特点是建在地面上不能移动，它与变压器配合有两种型式。一种是炉与变压器都固定，另一种是炉固定，变压器活动。不论那种形式，每台变压器均需配4～6台炉。

2、活动炉

把炉建在平板车上，根据工艺流程需要进行移动，因此叫活动炉。

3、U型炉

U型炉是把炉芯布置成U字形的固定炉，开发于20世纪70年代.一个实例的炉长36m，高6.5m，变压器容量15000kVA，每台变压器配4台炉。

4、山型炉

这是一种露天设置的固定炉，设有端墙和侧墙，外貌是一座小山一样的料堆，故称山型炉。

冶炼炉结构碳化硅冶炼炉主要有如下几部分：端墙、电极，炉床、侧墙及支柱，活动炉还包括车体，如下图所示。

端墙端墙位于炉床两端，电极安装其中。端墙是构成盛料容积的一部分，并支承、保护电极，使其不受氧化。要求端墙结构牢固，耐高温抗氧化，在炉料热膨胀压力下不向外倾斜、不变形，还要求不透气，防止电极氧化。

通常端墙由耐火砖（或混凝土预制件）、碳质砌体砌成，用钢架紧固。如采用混凝土预制件，一般砌于外部低温部位。碳质砌体有多种类型，下图列出了它们的比较。

也有采用炉料代替碳质砌体的。这种结构节省碳质砌体材料，电极允许消耗长度较大，但炉料运输量稍增加。

电极电极通常砌在端墙中心部位，横贯端墙内外，它把强大的电能输至炉内。电极应具有良好的导电性能，耐高温，抗氧化，并且有一定的机械强度。下图列出了几种电极的特点。

炉床炉床按其形状可分为矩形、梯形及圆弧形三种类型。按照其性能分为透气炉床和不透气炉床。下图列出了各种炉床的特点。

侧墙炉两侧的炉墙称侧墙，起盛料并有保温作用可拆卸。要求牢固，能经受住一般的碰击，能承受炉内压力，在温度800~200℃时不变形，具有良好的透气性。留有透气孔，占炉墙面积的6%~7%。

矩形炉床的大、中型炉，侧墙分上下两节，下节即是构成炉床的一部分。

梯形、圆弧形炉床只有一节炉侧墙，各炉墙间要求绝缘。

按照结构不同，侧墙有多种：钢框砌耐火砖炉墙、钢框焊钢板炉墙、铸铁炉墙、耐热混凝土炉墙、耐火砖搭碰的炉墙等。1

闪速炉闪速炉指有色金属冶炼中采用闪速熔炼技术的主要熔炼设备，具有生产效率高、能耗低、烟气中SO2浓度高的特点。闪速炉一般由反应塔、沉淀池、直升烟道和喷嘴组成。闪速熔炼技术是将仔细脱水的粉状精矿，在喷嘴中与热空气或氧气混合后，以高速度（60~70 m/s）从反应塔顶部喷入高温（1 450~1 550℃）的反应塔内，此时，精矿颗粒为气体包围处于悬浮状态，在2~3秒内就完成了炉料分解、氧化和熔化等熔炼过程。

熔融硫化物和氧化物的混合熔体液滴落下到反应塔底部的沉淀池中汇集起来，继续完成与炉渣的最终形成过程，并进行澄清分离。闪速炉不仅可以炼铜，也可以炼镍、炼铅。现在的闪速炉主要是用于炼铜和镍，且脱硫率高，有利于SO2的回收。2

电炉电炉指利用电热效应供热的冶金炉。冶金工业上电炉主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理，分为电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉等。在有色金属冶炼方面，电炉既是熔炼设备，又被用来对熔炼产品进一步加工。

反射炉反射炉指主要靠火焰的反射，以及炉顶、炉壁和炽热气体的辐射传热的金属熔炼炉。在有色金属冶炼中广泛用于干燥、焙烧、精炼、熔化、保温和渣处理等工序，是炼铜的主要设备。传统反射炉是较为落后的冶炼设备，燃料消耗高，烟气量大，烟气含SO2浓度低，不易回收利用。

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学