知识｜关于矿热炉生产过程中电极与炉料的判断问题
为什么要求电极较深地插入炉料?
电极较深的插放炉料，可以提高炉温和扩大坩埚，为冶炼反应充分进行，创造了必要的热量条件。因此，使电极较深的插入炉料，是冶炼操作中的重要环节。
当电极插入炉料较深时，热量损失少，炉温高，坩埚大，炉内化学反应速度快，于是出铁量多，单位电耗低。反之，电极插入炉料较浅时，刺火和塌料现象均较多，热量损失大，炉温低，反应不能充分进行，因此，就不会有较好的技术经济指标。
电极的插入深度，主要与冶炼品种和炉容量大小有关。
据实践经验，冶炼75硅铁，较大容量炉子的电极插入深度一般为1000—1200毫米，较小容量的矿热炉，一般为700---1000毫米。冶炼45硅铁较大容量矿热炉的电极插入深度，一般为800---1000毫米，较小容量炉子一般为500---800毫米较为合适。
影响电极插入深度的因素有哪些?
⒈焦碳加入量
焦碳的导电性比硅强。如果焦碳加入量过多，会影响电极深插。因此，在满足硅石中的二氧化碳充分还原的条件下，焦碳加入不要过多，以利于电极插入。
⒉焦碳粒度
焦碳的粒度小，表面积增大，增加接触面，炉料的电阻大，则电极插入深;反之，焦碳的粒度大，表面积减少，炉料的电阻小，则电极的插入深度就变浅。
⒊焦碳性质
这里主要是指焦碳本身的电阻。如果焦碳的电阻小，通过炉料的电流大，使电极上升，电极插入深度就浅。反之，焦碳的电阻大，例如使用煤气焦等，因其电阻大，电极则可深插。
⒋二次电压
当冶炼采用较高的二次电压时，电弧较长，电极在炉料内插入较浅。反之，采用较低的二次电压，电极插入炉料就比较深。
⒌操作情况
如果操作不当，诸如混料不均，偏加料，不及时捣炉。炉况发粘，料面过高或炉内缺料等等，都会妨碍电极插入炉料的深度和稳定程度。
⒍出铁时间
在炉况正常情况下，出铁间隔时间延长或铁水出不干净，炉内积存铁水势必较多，电极要上升，电极插入炉料内较浅。
⒎炉内积渣量
排渣不好，炉内积渣过多，炉底上涨，电极的插入深度变浅。
⒏电极间的极心圆直径
相同容量的矿热炉，极心圆的直径较大时，电极间距离较远，炉料的电阻增加，电极插入炉料内较深，反之极心圆直径较小时，电极插入深度变浅。
如何判断电极出入深度?
实践经验可通过以下五个方面，判断电极出入深度：
1. 电弧响声
电炉冶炼过程中，如果电弧的响声很大，则说明电极插入炉料过浅/。一般来说电极插入深度超过800毫米，电弧响声较小。
2. 塌料和刺火情况
正常配料情况下，如果塌料和“刺火”现象频繁，说明电极插入炉料太浅。
3. 坩埚区域大小
正常配料比情况下，如果炉料下降慢，说明电极插的浅，由于电极插的浅，高温区则上移，热量损失大，因此坩埚区域较小。
4. 炉口温度
炉口料表面温度高，操作条件较差，说明电极插入浅。
5. 出铁情况
正常配料比情况下，出铁口不易打开，铁水流速慢，温度较低，炉渣发粘流动性不好，不易排出，说明电极往料内插入较浅。
综上所述，电极插入炉料深度不够，往往是由于焦炭加入量过多或电极工作断过短，此时就要相应的减少焦炭加入量或酌情下放电极。
正常炉况应是什么样的?
冶炼工基本任务之一，应当善于正确判断炉况，即使地调整和处理炉况，使炉况经常处于正常状态。
正常炉况的特征如下：
1. 电极深而稳地插入炉料中。此时坩埚较大，料面的透气性好，料层松软，炉气从炉口均匀地送出，火焰呈桔黄色，料面没有发暗和烧结的区域，没有大刺火和塌料现象。料面较低并比较平缓，椎体宽大。炉料下降较快，较大容量电炉的炉心料面稍呈下陷。
2. 电流比较均衡和稳定，并能给足负荷。
3. 出铁工作比较顺利。出铁口好开，路眼畅通，铁水流速快，打开出铁口后电流明显地下降，铁水温度高，炉渣流动性和排渣情况均良好。出铁的后期，从出铁口喷出的炉气压力不大，炉气自然地溢出。出铁完毕，出铁口好堵。
出铁量正常，成份稳定。
为什么炉况有时发粘，怎样处理?
炉内还原剂不足，料面透气性不好的情况，叫炉况发粘，有的单位将炉况发粘叫炉况黑，亦即料面光泽较暗。
炉况发粘的特征如下：
1. 电极工作不稳定，符合波动较大，仪表不好操纵，电流表指针摇摆频繁，有时还出现给不足负荷的现象。
2. 料面的透气性不好，一出的炉气不均匀并且微弱无力。料层较硬。刺火现象严重，局部刺出的是呈灼白色强烈的火焰。大面的火焰很少。
3. 捣炉时会掘出粘结的大块料，甚至捣完炉之后，大面仍不冒火。
4. 电极工作端的根部沾结较难清除，即使清除了又易沾结。
5. 出铁工作不顺利。出铁口不易打开，铁水流速慢，出铁口不畅通，炉渣粘，不易排出，从出铁口喷出炉气的压力大。
铁水温度较低，出铁量较少，硅铁中含硅量偏低。
炉况发粘的原因如下：
1. 配量比不适当，还原剂不足，炉内的化学反应没能充分进行，造成炉内硅石过剩，经溶化后便形成粘稠的炉渣。
2. 有时为了增加电极插入炉料中的深度，加入过多地硬料(硅石较多的炉料)，造成炉况发粘。
3. 由于原料质量较差，诸如焦炭粉末多或其水分含量增多;柜式的力度过碎或其抗爆性能差(即高温下强度差)，使炉内却炭火料面透气性变坏，造成了炉况发粘
4. 操作中没有及时捣炉，料面透气性不好，造成炉况发粘。
炉况发粘的危害性如下：
1. 炉况发粘，造成严重刺火，热量损失大。炉内的过剩硅石，经溶化便形成炉渣，消耗热量增多。因此，生产硅铁的单位电耗增加。
炉况发粘，还原剂不足，加之料面透气性不好，坩埚小，炉温低，使炉内化学反应速度减慢，炉料下沉缓慢，则出铁量减少。
2. 炉况发粘，说明坩埚附近有较多未被还原的二氧化硅，料层的透气性不好倒是刺火严重，干过缩小，如果不及时处理，就会造成炉底上涨，电极深上升，路况进一步恶化。
炉况发粘时，首先要稳定电极，然后处理炉况。否则，点击上升后，路况将会更加恶化。
1. 如果由于配料比不当造成炉况发粘，应及时调整，增加焦炭加入量，或者是当地附加焦炭，最好是边捣炉，边附加焦炭。
2. 加强料层透气性，彻底捣炉。如果炉况过粘，产生严重刺火，应彻底捣炉。同时加强扎气眼操作，引出高温炉气，放宽椎体，以利于增加透气性和扩大坩埚。
3. 炉况发粘，给不足负荷时，可生气电极，适当地增加焦炭。
较大容量的电炉，炉渣发粘时，可采取以下两个措施：
1. 炉况发粘，炉渣排不出去，出铁口不畅通，在出铁前应向出铁口相电极附近，加萤石100~200公斤，以稀释炉渣。
2. 炉况过粘，点击插的浅，炉底温度低，炉渣不易排出，此时可加石灰块300~400公斤，稀释炉渣，扩大坩埚和提高炉温，已逐渐消除炉况发粘的现象。
较小容量电炉，路况发粘，捣炉时可将粘料挑出，并且附加些焦炭。出铁口不好开时，可用氧气烧眼，扩大出铁口，以利于炉渣排出。
炉况发粘是炉况不正常现象之一，处理也比较困难，处理后约需8~16小时，或更长时间，才能恢复到正常状态。
因此，操作人员要经常观察炉况，即使地调整不正常的炉况，从而减少炉况发粘现象。
为什么有时刺火，如何处理?
硅铁冶炼过程中，由于炉料粘，料面透气性不好，或电极工作短，电极跟部或其周围的薄弱部位，喷出较大压力的高温热气流，形成灼白色火焰，这种现象叫“刺火”，也叫跑火。
比较容易刺火的部位：
1.当炉况发粘，料面透气性不好或锥体过尖，刺火 往往发生在电极沾结粘料的地方，或料面某一尖峰薄弱之处。
2.当电极工作端过短时，这时热量集中在电极周围，刺火多发生在电极根部。
刺火的原因
刺火的原因是多方面的。主要有以下几点原因：
1.虽配料比正常，但由于操作不当，列如偏加料，加料速度过急或料面形状过尖等，加上捣炉不及时，不彻底，使料面透气性变坏，炉内气体压力比较大，突破薄弱的料层而产生刺火现象。
2.配料中的还原剂不足，炉况发粘，透气性不好而产生刺火现象。
3.电极工作端过短，热量集中在电极根部周围，甚至埋不住电弧，而在电极根部产生刺火现象。
4.配料比中的还原剂过多，电极在炉料中插的较浅，或在电极根部沾结碳化硅(SiC导电性很强)处，产生刺火现象。
刺火的危害：
1. 刺火时喷出大量的高温热气流，热损失很大，增加电耗。
2. 炉气多集中在刺火之外挽出，其他的部位炉气迤出的很少，透气性不均匀，不利于扩大坩埚，从而炉内的化学反应速度减慢。
3. 炉口温度高，操作条件较为困难。
4. 刺火严重时，如果铜瓦距料面较近，则容易烧坏铜瓦或冷却水管，造成热停炉。
5. 刺火严重时，大量的一氧化硅气体逸出，易使硅铁中的含硅量降低。
刺火的处理方法：
刺火现象是冶炼中经常出现的一种不正常炉况。处理刺火往往是一项比较难的操作，有时由于处理不彻底，连续出现刺火。因此，首先要找出山声刺火的原因，然后进行彻底处理，这样，减少热量损失，减轻劳动强度，使生产顺利进行。
1.采取下列方法处理刺火，及时要和适当的扎透气眼的方法结合起来，以利于增加透气性和扩大坩埚。
2.如因电极工作端表面沾结粘料产生刺火时，应将沾后加入新料。
3.如因料面锥体过尖产生刺火，应及时变料，增加焦碳加入量，或边捣炉边附加焦碳。
4.如因电极工作端过短产生刺火，应酌情放电极。
5.如因偏加料产生局部刺火，应适当扎几个透气眼，如不见效，挑出粘料，推向炉心。加入炉料后再扎几个透气眼。
6.长时间的刺火，刺火的部位料层已经很薄，接近要塌料时，应彻底挑开，先用炉内热料填平，再加入新料。
为什么炉况过粘时电极不易深插?
炉况过粘，坩埚必然缩小，使电极不易交深地插入炉料中，主要原因：
1. 电极与坩埚间的距离缩短，电阻减少，导电性增强，点击不易深插，尤其是坩埚缩小，炉底上涨后，铁水距电极较近，电极更不易深插。
2. 透气性不好，热量多集中于坩埚内，局部温度过高，并且是过剩的硅石被溶化成为了导电性良好的液体，使电极不易深插。