我们在这次设计中，工作层都使用自焙碳砖、保温层选用新型隔热耐火粘土砖（热导率0.44 W(m·K)、隔热层使用粒度为3～8 mm的细硅石与矿渣混合物、绝热层使用石棉纤维板、钢板层选用14mm厚的普通钢（炉底钢板厚18 mm）。

  在工业硅冶炼过程中矿热炉的状态与电气参数的变化紧密关联，控制最佳的供电制度对保证取得好的经济技术指标十分重要。

  一般而言，在功率一定情况下提高矿热炉的二次电压，电流就可以降下来，这有利于提高线路功率因数和减少电损失，但是过分提高矿热炉电压，电极就不能深插，炉膛料面就会过热，热损失增加，硅回收率降低，因此每台电炉都有其适宜的二次电压值。在设计电炉时往往利用米古林斯基公式来确定矿热炉正常工作时的二次电压

  大容量炉最大的问题是炉缘距离炉心远，上料困难，国内特别强调以人工精细加料来取得好质量与低能耗产品，一致认为大容量炉子在国内不如6300 kVA炉子的性能。我们在这次设计中设计了3个机械加料炉门，3个捣料炉门。3个机械加料炉门取代了炉顶上料，因为从炉顶上料，必须建造一个高的加料台或皮带上料系统，同时用机械加料炉门也解决了大容量矿热炉上料困难的问题。考虑到德国DDS公司生产的加料捣炉机比较昂贵，因此将加料捣炉功能分开，加料从3个密封加料炉门通过摇动料桥（可伸缩深入到炉心）将料布放在料面各处，捣炉功能通过窥视孔根据需要打开捣料炉门进行捣炉操作。

  在确定矿热炉其它结构尺寸之前，必须先确定电极直径，它决定着矿热炉其它结构尺寸的大小。电极直径有许多计算方式，一般根据电极电流和电极电流密度确定

  出料口是矿热炉上很重要的一个部位，它的位置、结构形状、尺寸、材料选择都是需要仔细斟酌的。位置布置不当，出料口部位温度低，出料不畅或者是操作不方便；结构形状尺寸不当，也会导致出料不畅或者封堵困难或者出硅时间延长；材料选择不当，容易氧化腐蚀，维修频繁。

  在这次设计中，出料口设计2个，每个出料口水平位置与炉底齐平并比炉底水平线°，角度位于炉心与电极中心两点的延长线与炉壁的交点上。出料口应当设计成圆形，便于烧穿与封堵，尺寸根据出硅时间要求计算并结合真实的操作需要来决定大小，一般为直径100 mm，容易氧化的外侧选择石英材料与碳糊。

  (4)目录：目录要层次清晰，要给出标题及页次，目录的最后一项是“参考文献”。

  (5)正文：正文应按目录中编排的章节依次撰写，要求计算正确，论述清楚，文字简练通顺，插图清晰，书写整洁。文中图、表及公式应规范地绘制和书写。

  要求设计过程中掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法，能够考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素，了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规，能正确认识工程对于客观世界和社会的影响，树立终身学习观念，不断学习，发展提高。

  结合矿热炉容量、可调极心圆范围、实际电气参数调节空间这里取极心圆直径为2500 mm。

  炉膛内径计算：在选择炉膛内径时，要保证电流流过电极-炉料-炉壁时所受的阻力大于经过电极-炉料-电极或炉底时所受的阻力。否则，炉膛内径选择尺寸过大，矿热炉表面散热面积大，还原剂烧损严重，出料口温度低，出硅困难，炉况会恶化；炉膛内径选择过小，电极-炉料-炉壁回路上通过的电流增加，反应区偏向炉壁，将使炉内热量分散，炉心反应区温度低，炉壁腐蚀严重，炉况也会恶化。

  在选择炉膛深度时，要保证电极端部与炉底之间有一定的距离、电极有效插入的深度和料层有一定的厚度。炉膛深度若过深，电极与炉底距离远，电极不能深插，高温区上移，炉底温度低，炉底SiC会沉积，炉底上抬，堵塞出硅口，炉况变差；炉膛深度若太浅，料层厚度将很薄，炉口温度上升，硅挥发损失增加，容易露弧操作，能耗增大。

  《钢铁工业“十二五”发展规划》及现行“淘汰落后生产的基本工艺装备和产品指导目录”、有关标准、《冶金设备课程设计》、《冶金工程专业课程设计指导书》、《硅系铁合金生产技术》等设计参考书目及其它设计参考资料。

  计算并给出适合下表相应条件FeSi75Al2.0-A产量的矿热电炉的主要参数。课程设计所需其它数据例如原料成分，自行合理选取，并适当验证以保证产品符合现行标准。

  要求在本课程设计中，体现人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德，体现运用从事工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识的能力，体现运用工程基础知识和本专业的基本理论知识解决实际问题的能力，体现系统的工程实践学习经历；还要体现了解本专业的前沿发展现状和趋势并具备设计实验的能力，能对结果校核分析；

  一般而言，炉衬、炉底结构包含了工作层、保温层、隔热层、绝热层、钢板层5个主要层次，但是每个层次的具体尺寸却是很有技术上的含金量的，因为这涉及到筑炉成本、炉子性能、炉子寿命等许多经济因素。

  炉衬厚度过厚，引起筑炉成本上升，占地面积扩大，炉衬表面积增加，散热面积也增大；炉衬厚度过薄，抑或炉衬强度不够，抑或无法保温。炉底厚度亦是如此。

  计划三周完成。要求收齐《冶金课程设计报告》并及时交到材料楼三系办公室（二楼冶金系），通过答辩。

  工作形式：集中辅导学生自由安排作业现场及网络检查辅导统一讲评考核。

  7.条件：年产12kt；硅石平均品位99.0%；设计所需其它数据，自行合理选取并适当验证。

  加料炉门位于离炉沿400 mm高度处，其门槛长500 mm，高400 mm，普通钢材质。捣炉炉门门槛下部与炉沿等高，门槛长1200 mm，高1500 mm，使用单独水冷结构。

  大容量矿热炉炉膛尺寸跨度大，烟罩设计较困难，同时从烟罩通过的电流大，处理不好涡流损失大。未解决烟罩结构强度与防止涡流损失，我们采取用水冷钢管（防磁）做骨架并起吊，上下盖采用石板与水泥构筑，用细钢筋做支撑，既减轻了烟罩整体重量又防止了筑砌或制作上的不便。烟罩高度离炉沿2300 mm，直径与炉壳直径等同，厚度160 mm，上下盖间通水冷却。

  式中:I2为电极电流，A；δ为电极电流密度5.5～6.1Acm2，取5.9计算。

  极心圆直径是一个对冶炼过程有特别大的影响的设备结构参数，电极极心圆直径选得适当（图1a），三根电极电弧作用区域部分刚好相交于炉心，各电极反应区既相互相连又重叠部分最小，在这种情况下，炉内热量分配合理，坩埚熔池最大，吃料均匀，炉况稳定，炉况也易于调节。如果设计不当，热量不是过分集中（图1b）就是热量分散（图1c），这都会造成炉况调节频繁或根本没办法调节的严重错误。

  摘要：在冶金上常用的铁合金种类有：硅铁、锰铁等，而硅铁就是铁和硅组成的铁合金。硅铁是以焦炭、钢屑、硅石为主要的组成原材料，用电炉冶炼制成的铁硅合金。矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。它大多数都用在还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。本文根据有关要求进行年产1万吨硅铁合金矿热炉的设计以及冶炼过程中的物料平衡和热平衡的计算。根据已知条件，选定操作技术条件，选择正真适合的工艺流程和主辅设备。

  临的最大困难。如图a为矿热炉主体设备示意图。好的矿热炉结构设计不仅有利于炉子保障高产、优质、低能耗、少故障的生产，而且有利于节约筑炉成本、方便其它设备布置、保证操作顺畅。

  根据《钢铁工业“十二五”发展规划》及现行“淘汰落后生产的基本工艺装备和产品指导目录得知变压器容量低于6300 KVA的工艺装备是被淘汰的，查阅铁合节能及精炼技术），取单位电耗为8500kwht

  设每天的产量为30t硅铁，每月生产30天，每年生产12个月。年产量为10kt：

  达成我校冶金工程专业本科生毕业要求和培养目标，培育学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神；加深学生对冶金课程基础知识和基本理论的理解和掌握，培育学生综合运用所学知识与生产实践经验，独立分析和解决工程技术问题的能力；培育学生在理论计算、工程绘图、结构设计、运用标准和规范、查阅设计手册与资料以及应用计算机等方面的能力。