冶煉爐指熔化鐵礦石的煉爐，如熔化赤鐵礦（Fe2O3）或磁鐵礦（Fe3O4），使之變成生鐵（pigiron）。這種爐體是耐火材料襯裡的高大柱形結構，從頂端填入選洗礦石、焦炭和溶劑（溶劑通常為石灰石）。氧化鐵變為金屬鐵是一還原過程，過程中用一氧化碳和氫作還原劑。
基本介紹
- 中文名：冶煉爐
- 外文名：Smelting furnace
- 釋義：熔化礦石的煉爐
- 結構分類：固定爐和活動爐
- 套用：冶金
- 組成：端牆、電極，爐床、側牆等
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冶煉爐類型
最早的碳化矽冶煉爐是艾奇遜於1893年發明的，它是一個耐火磚砌成的長方形容器。裡面裝有矽砂，焦炭、食鹽配成的爐料，兩根炭素電掇插人爐中，炭質材料爐芯裝在兩電極之間，發電機接在電極上，大電流通過爐芯產生高溫，爐芯周圍爐料即進行化學反應生成碳化矽，經冷卻取出產品。
現代工業碳化矽冶煉爐，都屬於艾奇遜型爐，只是爐型大小不同而已。根據功率大小可分為小型、中型、大型及特大型四種，大體劃分：功率不足1200kw稱小型爐，1500～2500kW稱中型爐，2600～5000kW稱大型爐，5000kw以上稱特大型爐。
冶煉碳化矽的電阻爐，從結構形式上可分為固定爐和活動爐兩種．此外還有u型爐和山型爐．
1、固定爐
固定爐是國內外採用最多的一種爐型，其特點是建在地面上不能移動，它與變壓器配合有兩種型式。一種是爐與變壓器都固定，另一種是爐固定，變壓器活動。不論那種形式，每台變壓器均需配4～6台爐。
2、活動爐
把爐建在平板車上，根據工藝流程需要進行移動，因此叫活動爐。
3、U型爐
U型爐是把爐芯布置成U字形的固定爐，開發於20世紀70年代.一個實例的爐長36m，高6.5m，變壓器容量15000kVA，每台變壓器配4台爐。
4、山型爐
這是一種露天設定的固定爐，設有端牆和側牆，外貌是一座小山一樣的料堆，故稱山型爐。
冶煉爐結構
碳化矽冶煉爐主要有如下幾部分：端牆、電極，爐床、側牆及支柱，活動爐還包括車體，如圖1所示。
圖1冶煉爐結構
端牆
端牆位於爐床兩端，電極安裝其中。端牆是構成盛料容積的一部分，並支承、保護電極，使其不受氧化。要求端牆結構牢固，耐高溫抗氧化，在爐料熱膨脹壓力下不向外傾斜、不變形，還要求不透氣，防止電極氧化。
通常端牆由耐火磚（或混凝土預製件）、碳質砌體砌成，用鋼架緊固。如採用混凝土預製件，一般砌於外部低溫部位。碳質砌體有多種類型，圖2列出了它們的比較。
圖2不同端牆結構比較
也有採用爐料代替碳質砌體的。這種結構節省碳質砌體材料，電極允許消耗長度較大，但爐料運輸量稍增加。
電極
電極通常砌在端牆中心部位，橫貫端牆內外，它把強大的電能輸至爐內。電極應具有良好的導電性能，耐高溫，抗氧化，並且有一定的機械強度。圖3列出了幾種電極的特點。
圖3電極比較
爐床
爐床按其形狀可分為矩形、梯形及圓弧形三種類型。按照其性能分為透氣爐床和不透氣爐床。圖4列出了各種爐床的特點。
圖4爐床特點
側牆
爐兩側的爐牆稱側牆，起盛料並有保溫作用可拆卸。要求牢固，能經受住一般的碰擊，能承受爐內壓力，在溫度800~200℃時不變形，具有良好的透氣性。留有透氣孔，占爐牆面積的6%~7%。
矩形爐床的大、中型爐，側牆分上下兩節，下節即是構成爐床的一部分。
梯形、圓弧形爐床只有一節爐側牆，各爐牆間要求絕緣。
按照結構不同，側牆有多種：鋼框砌耐火磚爐牆、鋼框焊鋼板爐牆、鑄鐵爐牆、耐熱混凝土爐牆、耐火磚搭碰的爐牆等。
閃速爐
閃速爐指有色金屬冶煉中採用閃速熔煉技術的主要熔煉設備，具有生產效率高、能耗低、煙氣中SO2濃度高的特點。閃速爐一般由反應塔、沉澱池、直升煙道和噴嘴組成。閃速熔煉技術是將仔細脫水的粉狀精礦，在噴嘴中與熱空氣或氧氣混合後，以高速度（60~70 m/s）從反應塔頂部噴入高溫（1 450~1 550℃）的反應塔內，此時，精礦顆粒為氣體包圍處於懸浮狀態，在2~3秒內就完成了爐料分解、氧化和熔化等熔煉過程。
熔融硫化物和氧化物的混合熔體液滴落下到反應塔底部的沉澱池中匯集起來，繼續完成與爐渣的最終形成過程，並進行澄清分離。閃速爐不僅可以煉銅，也可以煉鎳、煉鉛。閃速爐主要是用於煉銅和鎳，且脫硫率高，有利於SO2的回收。
電爐
電爐指利用電熱效應供熱的冶金爐。冶金工業上電爐主要用於鋼鐵、鐵合金、有色金屬等的熔煉、加熱和熱處理，分為電阻爐、感應爐、電弧爐、等離子爐、電子束爐等。在有色金屬冶煉方面，電爐既是熔煉設備，又被用來對熔煉產品進一步加工。
反射爐
反射爐指主要靠火焰的反射，以及爐頂、爐壁和熾熱氣體的輻射傳熱的金屬熔煉爐。在有色金屬冶煉中廣泛用於乾燥、焙燒、精煉、熔化、保溫和渣處理等工序，是煉銅的主要設備。傳統反射爐是較為落後的冶煉設備，燃料消耗高，煙氣量大，煙氣含SO2濃度低，不易回收利用。
