专利名称：低电耗工业硅矿热电炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变压器容量为6300KVA的工业硅矿热电炉。
工业硅矿热电炉是一种以硅石为原料、以木炭为还原剂来冶炼工业硅产品的电加热炉。电炉炉体呈圆柱形，其上方为开口，
图1是工业硅矿热电炉炉体的顶视图。圆筒形的炉壁由外壳1、保温层2、石棉纸3、石英砂4、耐火砖5及炭素块6构成，炉壁以内为圆柱形的炉膛7，炉膛7的中央安装有三根与炉膛中心轴线平行的等直径的加热电极8。三根加热电极的中心成正三角形，该正三角形的外接圆称为极心圆，极心圆与圆柱形炉膛同轴，炉膛内径φ与极心圆直径φd有如下关系，即φ＝φd＋Sd×4根据工业硅矿热电炉的变压器容量来分类，目前广泛应用的有1800KVA、3200KVA和6300KVA三种工业硅矿热电炉。6300KVA工业硅矿热电炉是其中容量最大的一种炉型，其变压器容量为6300KVA，电极直径为500mm，炉内实际使用功率为5000KW。现有6300KVA的工业硅矿热电炉的极心圆直径φd是根据电极直径Sd按以下经验公式选择的，即φd＝Sd×(2.9～3.3)按上式选择的极心圆直径φd为1450～1650mm，由于极心圆直径φ选择不尽合理(偏小)，使得6300KVA工业硅矿热电炉的炉内电极与炉膛的几何结构不尽合理，结果导致6300KVA工业硅矿热电炉的电单耗(即冶炼1吨工业硅产品的电耗)高达15000度／吨以上，这是现有6300KVA工业硅矿热电炉的突出缺陷。
本实用新型的目的是合理选择6300KVA工业硅矿热电炉的极心圆直径，以改善其炉内电极与炉膛的几何结构，从而显著降低其电单耗。
经过理论分析和反复试验证明，就6300KVA工业硅矿热电炉的炉内电极与炉膛的几何结构而言，影响其电单耗的主要因素是极心圆直径φd和炉膛内径φ偏小。由于极心圆直径φd偏小，炉底三角区面积相对减小、炉内冶炼功率相对集中，还原速度加快，炉料电阻减小，结果造成电单耗上升。据此，本实用新型在维持炉内实际使用功率不变的前提下，找出了最佳极心圆直径的经验公式并相应增加了炉膛的内径。以下结合具体实施例对本实用新型的技术特征加以详细说明。
在维持炉内实际使用功率为5000KW不变的条件下，为了显著降低电单耗，本实用新型低电耗工业硅矿热电炉的极心圆直径φd应根据电极直径Sd(＝500mm)和任意两电极的外壁间距B按以下经验公式来设计φd＝(Sd＋B)／0.866式中任意两电极的外壁间距B则应根据任意两电极间的电位梯度UT和电极工作电压U2来确定，即B＝U2／UT其中的电极工作电压U2以伏为单位，其数值则应根据炉内实际使用功率的千瓦数P(＝5000)和经验常数K按以下经验公式计算U2＝K
经验常数K在6.5～8.5之间取值，其最佳值为7.0。任意两电极之间的电位梯度UT为0.08～0.13V／mm。
按以上方案确定的6300KVA工业硅矿热电炉的极心圆直径将在1700mm以上，其炉膛内径也相应增加。
经过反复试验证明。若按上述方案设计6300KVA工业硅矿热炉的极心圆直径φd，其炉内电极与炉膛的几何结构将明显改善，电炉的电效率可达85.6％，功率因数可达0.94，电单耗可下降18％以上。因此，采用本实用新型不仅可以节省大量的电能，而且可以取得显著的经济效益。
本实用新型除可直接用于6300KVA工业硅矿热电炉的技术改造外，也可供改造其他矿热电炉时参考。
权利要求1.一种变压器容量为6300KVA的工业硅矿热电炉，其炉体为上方开口的圆柱形，炉壁之内为圆柱形炉膛，炉膛的中央安装有三根与炉膛中心轴平行的直径均为500mm的圆柱形加热电极，三根电极的中心成正三角形排列，所述正三角形的外接圆称为极心圆，该极心圆与圆柱形炉膛同轴，炉膛内径Φ与极心圆直径Φd和电极直径Sd有如下关系Φ=Φd+4×Sd，本实用新型的特征在于所述极心圆直径Φd根据任意两电极的外壁间距B和电极直径Sd(=500mm)按以下经验公式确定Φd=(B+Sd)/0.866所述任意两电极的外壁间距B根据电极工作电压U2与任意两电极外壁之间的电位梯度UT确定，即B=U2/UT所述电极工作电压U2以V为单位，其数值根据炉内实际使用功率的千瓦数P(=5000)和经验常数K按下列经验公式计算U2=K·P3]]>
2.根据权利要求1所述的工业硅矿热电炉，其特征是所述计算电极工作电压的经验常数K为6.5～8.5，其最佳值为7.5，所述任意两电极外壁之间的电位梯度为0.08～0.13V／mm。
专利摘要低电耗工业硅矿热电炉是对变压器容量为6300KVA的工业硅矿热电炉炉内几何结构的改进，其主要技术特征是根据任意两电极的外壁间距B和电极直径Sd确定极心圆直径Φd，即Φd＝(B+Sd)0.866；并且相应增加了炉膛内径φ。改造后的6300KVA工业硅矿热电炉，其电单耗可下降18％。
文档编号H05B3/62GK2032782SQ8721382
公开日1989年2月15日 申请日期1987年10月9日 优先权日1987年10月9日
发明者王增成, 张德春, 张耀廷 申请人:天津市汉沽区营城冶炼总厂