【正文】 鎳精礦銅鎳精礦銅鎳精礦銅精礦銅精礦爐子內(nèi)部尺寸長寬高或直徑爐底面積/5811312613918418292380分布圓直徑/m電極直徑/m電極數(shù)量/根36666636電爐的額定容量/kVA30000（300001）31500（105003）50000（166673）45000（150003）18000（60003）19500（65003）5500（55001）51000（170003）變壓器二次側(cè)電壓/V390～500314～683475～800266～743160～300170～350120～210150～500變壓器二次側(cè)最大電流/A3150015400258302492032500爐底單位面積功率/ kVAm25172813963249810760134熔池深度/mm2500230027002500～27001118～12192300锍層厚度/m600～800600～800600～800600～900600～750760锍放出口數(shù)量33443放渣口數(shù)量24441332放渣口距爐底高度/mm150017501750145015251560965電極電流密度Acm2噸料單位能耗/kWht1780～815710740525～625400～430689460噸料電極糊單耗/kgt1～～噸料煙氣量/ m3t118001700～19001700～19001200～1400噸料耗水量/ m3t133每日電極壓放長度/mmd1400～500450～500450～500450130（紅土礦）生產(chǎn)鎳鐵的礦熱爐技術(shù)現(xiàn)狀國外先后采用礦熱爐熔煉氧化鎳礦（紅土礦）的冶煉廠主要有法國鎳公司新喀里多尼亞多尼安博（Donniambo）冶煉廠、日本太平洋金屬公司八戶（Hachinohe）冶煉廠、日本住友金屬礦業(yè)公司日向冶煉廠、印度尼西亞阿尼卡坦姆邦（Aneka Tambang）公司波馬拉廠、印度尼西亞國際鎳公司梭羅阿科（Sorowako）廠、多米尼加鷹橋鎳公司圣多明各廠、哥倫比亞塞羅馬托莎（CerroMatoso）公司蒙特利巴諾（Montelibano）廠、希臘拉瑞姆納（Larymna）公司、美國漢納（Hanna）礦業(yè)公司、烏克蘭PFK公司、馬其頓FENI公司、委內(nèi)瑞拉Loma de Niguel公司、巴西Codemin公司等等。上述這些冶煉廠冶煉紅土礦生產(chǎn)鎳鐵合金，大都是采用RKEF工藝流程，即回轉(zhuǎn)窯電爐法，又稱Elkem法。雖然都是采用RKEF工藝，但每個冶煉廠的具體工藝制度都不盡相同，比如紅土礦脫水的溫度，是否在回轉(zhuǎn)窯中進行預(yù)還原等。（1）法國鎳公司新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠法國鎳公司新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠于1958年建立Elkem法。先后建設(shè)10500 kVA電爐八臺，33000 kVA電爐三臺。該法借助于新喀里多尼亞礦石的高鎳（%）、低鐵（Fe10～15%）與MgO/SiO2比值適度（～），不需加熔劑，即可產(chǎn)出含Ni20%的鎳鐵，而且礦石中的鐵60～70%被還原，30～40%進入渣中，%左右，所以鎳的回收率相當(dāng)高。由于采用覆蓋式熔池，低電極插入，爐頂溫度低，電耗僅550～600 kWh/t干礦。電爐的入爐礦石塊度為20mm，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯850℃煅燒后，進入電爐，同時加入約4%的焦炭，在電爐中鎳、鐵還原后，得到粗鎳鐵合金，再經(jīng)精煉后得到鎳鐵產(chǎn)品。10500 kVA的電爐，直徑11m，設(shè)計日處理礦石量500t。熔煉1t干礦電耗為550 kWh。三電極埋弧操作，常用二次電壓為150V。電極插入深度根據(jù)爐渣電導(dǎo)自動控制。（2）哥倫比亞塞羅馬托莎公司蒙特利巴諾廠哥倫比亞塞羅馬托莎公司蒙特利巴諾廠電爐為51000kVA圓形電爐，爐膛內(nèi)徑為21000mm，爐殼有特殊冷卻裝置以保護爐墻。爐頂用吊頂。滿負荷運行時二次電壓為490V～1090V，電極直徑為Φ1800自焙電極。（3）日本住友金屬礦業(yè)公司日向冶煉廠日本住友金屬礦業(yè)公司日向冶煉廠建于1956年9月，1968年后進行改造，采用回轉(zhuǎn)窯電爐流程，建成4座回轉(zhuǎn)窯和4臺電爐，其中25000kVA電爐兩臺，14000kVA電爐兩臺。年產(chǎn)鎳鐵12500t。該廠總結(jié)出熔煉過程中幾點經(jīng)驗：① 鎳鐵的RKEF工藝中，電能消耗占成本的65%左右；② 采用高功率負荷操作；③ 采用焙砂溫度：850～900℃；④ 采用覆蓋熔池式操作；⑤ 采用較高的二次電壓；⑥ 適當(dāng)?shù)臓t渣堿度：MgO/SiO2=～；⑦ 適當(dāng)控制金屬的還原：鎳還原近100%，鐵60%進入金屬中；⑧ 焙砂的運送系統(tǒng)包括：計量包、運輸罐、爐頂料包、落料漏斗等均加保溫襯里，并實行自動化操作，可減少熱輻射損失4186MJ/h。、（4）印度尼西亞國際鎳公司梭羅阿科廠國際鎳公司于1974～1978年建立起45000kVA圓形電爐三臺，年產(chǎn)含鎳35000t的鎳锍工廠與相應(yīng)的紅土礦基地。%，但酸性過大（SiO2/MgO =）；%、SiO2/MgO =，%、SiO2/MgO =，鎳回收率90%。采用三臺45000kVA電爐、Φ18m圓形電爐處理預(yù)還原后的紅土礦。采用大直徑Φ2000mm，低單位面積功率的原因是為了盡量保護爐墻不受腐蝕。但是投產(chǎn)后，爐墻仍發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，其原因為：①礦石的SiO2/MgO ～，相對鎂磚來講，酸度過大；②渣的液相線溫度相對太低；③熔化粗粒爐料的橄欖石，需要有足夠的過熱溫度。為此，將爐料的SiO2/；使渣液相線溫度提高50℃；減少西部礦粗粒中的橄欖石含量，以降低爐渣所需的過熱溫度。排渣溫度為1550℃。為了保護爐墻不被腐蝕，在渣線一帶采用外殼淋水冷卻。放出口附近，加強結(jié)構(gòu)強度。爐頂加水冷的鋼梁，梁外加耐火材料，減少熱損失。電爐的能耗與經(jīng)濟生產(chǎn)規(guī)模和燃料價格相關(guān)，用煤代替部分油，電耗由516～580 kWh/t增加到580～600 kWh/。（5）多米尼加鷹橋鎳公司圣多明各廠多米尼加鷹橋鎳公司的電爐熔煉原料來自還原車間的產(chǎn)物經(jīng)過脫水、制團、豎爐煅燒、部分還原的（850℃）熱煅燒球團礦。不屬于RKEF流程，但電爐的配置、構(gòu)造、電氣制度等可以供參考。該廠建設(shè)55500 kVA六電極矩形電爐三臺，年產(chǎn)鎳鐵28750t。每臺電爐有三臺18500kVA單相變壓器組成，二次電壓為349～1265V。碳素電極直徑為1000mm，單位面積功率263kW/m2。（6）日本八戶冶煉廠日本八戶冶煉廠先后建設(shè)60000 kVA電爐一臺，25000 kVA電爐一臺，40000 kVA電爐一臺。其中只有60000 kVA電爐生產(chǎn)鎳鐵，電極直徑為1700mm。（7）美國漢納礦業(yè)公司美國漢納礦業(yè)公司的RKEF工藝的特點是采用改良的尤他法，即在回轉(zhuǎn)窯中只預(yù)熱煅燒而不是預(yù)還原，在電爐中也主要是熔化，只加部分還原劑，選擇性地還原出一部分鐵和鎳，熔融體在路外加硅鐵還原得到粗鎳鐵，精煉后得到產(chǎn)品鎳鐵。先后建設(shè)14000 kVA三電極圓形電爐四臺，爐膛內(nèi)徑為8m，爐膛深度為3m，自焙電極直徑為1m。常用二次操作電壓為465V。3電爐變壓器技術(shù)參數(shù)的選擇（1）由于爐料電阻、原料及電源電壓經(jīng)常變化，要求變壓器有較多的調(diào)壓級數(shù)，每級輸出電壓級差較小，且?guī)缀蹙笄皫准壓汶娏鬏敵觯髱准壓闳萘枯敵?。?）中小型三相礦熱爐變壓器的一次繞組可設(shè)計成D接法或Y接法，而在5000kVA以上，則多采用D接法設(shè)計。（3）一般大型礦熱爐變壓器多由三臺單相礦熱爐變壓器組成三相組的形式。這是由于三相礦熱爐變壓器的大電流短網(wǎng)在長度上各相有很大的差異，使三相阻抗嚴(yán)重不平衡，造成電能轉(zhuǎn)移和各相的電流和功率不均衡現(xiàn)象。采用單相變壓器可以圍繞礦熱爐對稱布置，縮短短網(wǎng)長度，使三相阻抗近似平衡，可大大改善電能的轉(zhuǎn)移和各相不均衡現(xiàn)象，從而減少電能損耗，增加礦熱爐運行的功率因數(shù)。（4）負載不平衡和能量轉(zhuǎn)移是由短網(wǎng)結(jié)構(gòu)本身造成的，而且是難以消除的，所以電極將出現(xiàn)“活相”或“死相”的情況。礦熱爐正常作業(yè)的主要條件是熔池中各相功率要平衡，為此變壓器應(yīng)該具有能夠單獨調(diào)整各相電壓的能力，即所謂“分相電壓調(diào)節(jié)”。在這種情況下，爐子的每一相都以最佳電壓工作，各相電流強度均衡，熔池功率也均衡。雖然能量轉(zhuǎn)移被保留下來，但是可以消除能量轉(zhuǎn)移對爐子作業(yè)的不良影響。分相電壓調(diào)節(jié)礦熱爐變壓器的各相輸出電壓允許差值由一次D接繞組內(nèi)的環(huán)流所限制。（5）隨著礦熱爐功率加大，大電流回路使?fàn)t子具有較大的電抗值，致使礦熱爐功率因數(shù)下降。在爐子回路中接入電容器是補償無功功率最有效的辦法，所以在大型礦熱爐變壓器中，常在三次側(cè)考慮裝置補償電容器。法國鎳公司新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠先后建設(shè)八臺10500 kVA電爐，直徑11m，三電極埋弧操作，常用二次電壓為150V；三臺33000 kVA矩形電爐，外部尺寸為33m12m，平均二次電壓為300V。多米尼加鷹橋鎳公司圣多明各廠建設(shè)55500 kVA六電極矩形電爐三臺，每臺電爐有三臺18500kVA單相變壓器組成，二次電壓為349～1200～1265V。美國漢納礦業(yè)公司先后建設(shè)四臺14000 kVA三電極圓形電爐，爐膛內(nèi)徑為8m，爐膛深度為3m，自焙電極直徑為1m。常用二次操作電壓為465V。哥倫比亞塞羅馬托莎公司蒙特利巴諾廠電爐為51000kVA圓形電爐，爐膛內(nèi)徑為21000mm，爐殼有特殊冷卻裝置以保護爐墻。滿負荷運行時二次電壓為490V～1090V，平均二次電壓為1080V。日本八戶冶煉廠先后建設(shè)60000 kVA電爐一臺，40000 kVA電爐一臺，25000 kVA電爐一臺。平均二次電壓分別為760V、760V、664V。表31 國內(nèi)外銅鎳精礦礦熱爐變壓器二次電壓廠 名電爐功率/kVA二次電壓/V云南冶煉廠1號爐30000261～404云南冶煉廠2號爐30000310～700金川集團16500173～275恩施皮雷森51000150～500北鎳公司30000390～500彼阡克1號爐31500314～683彼阡克2號爐50000475～800諾林公司45000266～743湯姆遜18000160～300瓦特范爾19500170～350杰茲卡茲于50000600～800皮爾多普24000190～380表32 國內(nèi)礦熱爐變壓器特性序號廠名變 壓 器短網(wǎng)特征備注容量/ kVA型號相數(shù)頻率一次側(cè)二次側(cè)繞組接線短路阻抗/%調(diào)壓方式特征主體材料電壓/V電流/A電壓/V電流/A1云南冶煉廠1號電爐100003HPPF10000/35單相50Hz35000286320～696共17級37500～17241△接線，電動有載單向往復(fù)交錯分別接至爐內(nèi)兩根電極，短網(wǎng)為有絕緣層的導(dǎo)電銅管，集電環(huán)至筒瓦由銅帶連接鋼管Φ70/Φ50，16根銅帶2[1000mm2，20根]460V時開到25000 kVA 2金川有色公司3號電爐5500335000173275700283V以上恒功率283V以下恒電流Y△銅管，軟銅帶3盤石鎳礦電爐12500HSSPZ712500/633相、50Hz66000～500340180140002122721227Y/Y/△11電動有載電極上接成三角形，單相往復(fù)交錯，局部有異相交錯銅管Φ65/Φ40，8根軟銅帶2001，16片一組共8組4貴州有機化工廠電石爐35000外制3相50 Hz35000577～143，一次△接157～249，27級1～9級81500～91800，10～27級91800Y△/Y分相有載電極上接成星形，三相交錯中性線單獨引至爐殼，短網(wǎng)有鋁密封罩銅管3[Φ65/35，16根]，軟銅帶3[2501，25片一組，12組]5吳淞化工廠電石爐16500調(diào)變TSOPZ16500/35主變HSSP16500/35，3相50 Hz35000/35000～23000相電流157～167115～175，25級54500～57700調(diào)變△/Y主變Y/△12～分相有載電極上接成三角形，單相往復(fù)交錯銅管2[