鐵合金專用設備設計(designofspecialequiI)mentforferroalloyproauction)

火法冶金和濕法冶金生產各種鐵合金的專用設備設計。包括電爐冶煉、轉爐冶煉、高爐冶煉、金屬熱法冶煉、真空法冶煉、濕法冶金和焙燒等專用設備的設計。其中電爐冶煉設備使用最廣，所生產的鐵合金量最大。

電爐冶煉設備主要有還原電爐、精煉電爐、加料搗爐機、出鐵設備、澆鑄設備、制粒設備、挖鐵機和電爐電氣設備等。對這些設備的結構選型，通常隨生產品種、電爐容量和裝備水平的不同而異。現代大型電爐車間普遍要求整個生產過程具有較高的機械化、自動化809lie鐵程度，不僅電爐結構設計要滿足遠程操作和自動控制需要，還需配備一些相適應的輔助設備。主要包括：從配料稱量、上料運輸到爐頂布料全過程，采用可實現自動連鎖操作的專用機械化設備。生產硅鐵(FeSi75)的半封閉電爐，其爐口操作采用多功能的加料搗爐機。電爐的出鐵口采用開眼堵眼機。產品的處理采用澆鑄機、制粒機和強力破碎機等。此外，為防止大氣污染，對電爐高溫爐氣采取凈化措施，配裝除塵設備。(見鐵合金電爐煙塵凈化設計)(1)還原電爐。又稱埋弧電爐或礦熱電爐，用于對礦石等爐料進行還原熔煉，是鐵合金生產的主體設備(見鐵合金還原電爐設計)。20世紀50年代前，世界上普遍采用高煙罩敞口式電爐，隨著環境保護要求的提高及煤氣回收和余熱利用技術的發展，逐漸發展到對不同產品分別采用矮煙罩敞口式電爐(主要用于冶煉硅鈣合金)、半封閉式電爐(主要用于冶煉硅鐵)和全封閉式電爐(主要用于冶煉高碳錳鐵、錳硅合金和高碳鉻鐵等)，有的產品(如高硅硅鐵)還采用爐體旋轉或上下兩段爐體分別旋轉式的電爐，用以消除懸料、減少結殼“刺火”(料面噴火)，使爐況順行。在電爐容量(通常按變壓器視在功率kV·A計)上，50年代前，一般為1000～10000kV·A，后來逐漸向大型化發展。70年代后，世界上建造的電爐一般為20000～40000kV·A，最大的封閉電爐達75000kV·A，最大的半封閉式電爐達105000kV‘·A；中國則多數為5000～12500kV·A容量的電爐，少數為16500～25000kV·A的電爐，到80年代末90年代初，建造的最大封閉式電爐達31500kV·A，最大的半封閉式電爐達50000kV·A。在裝備上，普遍從一般機械傳動發展到全液壓傳動，實現遙控，有的還采用電子計算機進行閉環自動控制。

類似鐵合金還原電爐的其它工業用電爐，還在化工及有色冶金部門得到廣泛應用。主要有電石(碳化鈣)爐、黃磷爐、低冰鎳爐和冰銅爐(后兩種多為矩形爐體)等。它們均采用連續自焙電極，與鐵合金電爐相比，在設備結構上既有共性又各具特色，在設計技術的發展上可以互相借鑒、互為補充。

(2)精煉電爐。用于生產精煉中、低和微碳鐵合金。采用敞口固定式或帶蓋傾動式。前者類似還原電爐，可配備連續自焙電極；后者類似電弧煉鋼爐，使用石墨或炭素電極。世界上電爐容量一般為1500～6000kV·A，最大的達10000kV·A，中國最大的精煉電爐容量為3500kV·A。(見鐵合金精煉電爐設計)(3)加料搗爐機。用于敞口或半封閉式還原電爐，是具有加料、推料和搗爐等多功能的無軌車式操作機。

8]O(見鐵合金電爐加料搗爐機設計)(4)出鐵設備。主要用于電爐爐前出鐵。主要有鐵口的開眼堵眼機、電弧燒穿器、鐵水包、渣包、運輸小車和牽引卷揚機等。(見鐵合金電爐出鐵設備設計)(5)澆鑄設備。用于將液態鐵合金澆注成錠或塊的設備。通常為大錠模和澆鑄機兩種。澆鑄機又分為帶式和環式兩類，并配以鐵水包傾翻裝置。(見鐵合金澆鑄設備設計)(6)制粒設備。將液態鐵合金通過底漏式中間包，經旋轉的粒化器(盤)形成實心粒狀物，再落入水罐冷卻、脫水等的整套粒化裝置。(見鐵合金制粒設備設計)(7)挖鐵機。專用于鎢鐵電爐，將電爐熔煉好的半熔態金屬，用該機上的鋼勺子從爐內挖出的設備(見鎢鐵電爐挖鐵機設計)，且機旁配以磕勺機。

(8)電爐供電和電控設備。主要是指將供電電網的高壓電降至冶煉所需的具有可變值的低壓電，并輸送入爐的電氣設備。主要包括電爐變壓器及其低壓側的大電流導線(短網)，以及為電爐的電極升降和壓放等進行電氣控制的設施。(見鐵合金電爐供電和電控設備設計)轉爐冶煉設備一般為小型(≤10t)轉爐。(見轉爐煉鋼車間設計)高爐冶煉設備常用的是中、小型(≤300m。)高爐。(見煉鐵廠設計)金屬熱法冶煉設備主體設備是筒式熔煉爐，俗稱爐筒。用于鈦鐵冶煉的爐筒通常是由四瓣鑄鐵爐片組成的一個圓筒體，或上小下大的截圓錐筒體，筒體坐落在用鎂砂筑成的鍋底形砂窩上。用于鉬鐵冶煉的爐筒，通常是用鋼板焊制的無底圓筒，內襯耐火材料，底部直接置于砂窩上。

．鋁粒制備設備是將鋁熔化后用壓縮空氣噴吹霧化成鋁粒的設備，通常包括反射熔鋁爐和霧化冷卻筒等。

真空法冶煉設備主要是指真空電阻爐(簡稱真空爐)，用于真空固態脫碳法冶煉微碳鉻鐵。爐體為臥式圓筒形，內襯耐火材料，中間放置裝有料塊的底盤，以碳棒為電阻發熱體。20世紀50年代，世界上建造的真空爐，其直徑為4．5m，長42m。中國60年代建造的真空爐，其容量為6000kV·A，爐體直徑為3．6m，長15m。并配以相應的抽真空設施和電爐變壓器、電控設備等。

濕法冶金設備又稱化學處理設備。用于對礦石或其他原料進行浸取、溶液凈化、沉淀、固液分離、分解熔化和純金屬制取等的生產。通常，對有腐蝕性的介質，設備或部件要用耐腐蝕材料制作，或作防腐處理，如包覆或噴涂防腐材料，加防腐襯里等。

其設備主要有：(1)反應罐是最常用的設備，主要用于浸取、凈化、沉淀、濃縮和結晶等操作。它是在圓形罐體中設置攪拌器，根據需要罐壁可做成夾套式，或內置盤管，以便于間接冷卻或加熱，或將蒸汽管插入罐內，直接加熱，罐體上設有加料口、出料管口和安裝計器用的管孔等。屬于真空或加壓狀態下工作的罐體，其密封要求嚴格，并應按壓力容器進行設計。(2)固液分離除使用通用設備真空過濾機、壓濾機、離心機等外，其專用設備還有氣液分離器、真空受液罐、抽濾筒和吸濾器等。(3)用電解法制取純金屬的設備主要是電解槽，用于錳和鉻的生產，常為隔膜式電解槽。(4)分解熔化設備常用反射爐(分解與熔化共用)，或多膛爐(分解用)、電弧爐和電阻爐(熔化用)。(5)此外，還有專用的真空蒸發器、熱交換器等。

焙燒設備用于物料的氧化焙燒或還原焙燒。常用的有回轉窯、多層焙燒爐、反射焙燒爐和豎爐等(見鐵合金車間焙燒設備設計)。