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中国有色冶金
冶金炉的开炉和达产
孙海阔摘译
（中国恩菲工程技术有限公司，北京100038）
B卷红土镍矿火法冶炼
[摘要]冶金炉的成功烘炉，熔池形成和全面达产，对于大多数例行操作的操作工而言是一项挑战。开炉方案对于炉子能否达到设计炉龄和及时达到额定产能具有重大的影响。个炉子的成功投产和达产的先决条件包括：充分理解技术上的制约因素，周密的计划以及业主操作方、设计方、建造方和第三方顾问的密切合作。
为了使开炉和造产周期最短化，同时保证炉子的完整性和炉龄，本文讲述了技术和经验层面的原理，包括耐火材料和支撑结构(炉壳或有弹簧调节的绑定承统)相互关联的胀行为、电极焙烧的原理、
加热速率的影响、初期熔池的形成和炉子的使用寿命。【关键词】冶金炉；开炉：达产；炉龄
[中图分类号]TF063：TF068：TF815
[文献标识码]B
[文章编号]1672-6103(2013)05-0064-06
在冶金领域，为适应不同的熔炼和吹炼工艺，已经研发了许多类型和构造的炉子，在几何形状、内衬构造、翻砖方式以及附属结构（包括上升烟道和反应塔)等方面存在差异。然面不管是电炉、闪速炉、反射炉还是鼓风炉，所有炉子的炉缸都包括钢结构和耐火内衬，两者一起用于盛纳高温的熔体。
对于设计较好的炉子，基本的设计原则是解决如下间题：
·在烘炉和后续的热循环中，不同热性质的不同部件的热膨胀；
·盛纳熔融物质，某此物质对耐火炉衬有高度席蚀性，并且大多数物质具有渗人砖缝的倾向。
稳态操作下冶金炉的热力学和结构分析、设计，
可以由有经验的设计人员直接完成，这种情况下，炉衬可以达到热平衡，利用经验数据和有限元分析能够进行很好的预测。在进行炉子的设计时，可以加人足够的冷却措施应对冶炼中产生的热负荷以降低对炉墙的侵蚀。然而在热循环中，特别是从室温开始的加热过程以及工艺过程有波动的情况，由于热源、给料、熔池、耐火内衬、冷却系统和绑定结构系统或炉壳的短暂交互作用，炉子的行为变得更加复
[译者简介】孙海离(1982-—，男，河北承德人，硕士，主要从事有色冶金设计工作。
[收稿日期】20130630
杂。这些短暂的交互作用很难精确地模拟，因此，为成功的开炉制定一个实施方案，必须以经验数据作支撑，并彻底理解炉子中物质的化学、热和机械行为。
这篇文章结合炉子设计的各种因素，描述了炉
子成功烘炉、开炉和达产的关键原理。以红土镍矿熔炼电炉为例，阐释了上述概念和经验数据在开炉中的应用。这些内在的原理适用于各种类型的火法熔炼或吹炼设备。
影响开炉的电炉设计因素
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为成功的开炉制定实施方案，首先必须理解炉
子耐火内衬的设计原理，特别是要考虑别砖的热膨胀特性、化学侵蚀和熔体的浮力作用。在制定安全投产和快速达产（满负简生产）的方案时，耐火材料的物理行为是要考患的重要因系，包括最大温度梯度、耐火材料与炉壳钢板的相互作用、绑定和冷却系统（这些一起形成了炉子的内衬）。尽管圆形和矩形电炉之间存在差异，但这里讨论的大部分基本原理对两者都适用。
1.1典型的炉缸描述
典型炉子的炉缸包括钢结构和里面的耐火砖内衬，如图1所示。通常，耐火砖内衬和一部分钢结构采用水冷或空气冷却。这些部件必须作为一个完整的系统起作用，以抵抗冶金过程中的高温和化学侵蚀。