操作系统主要包括:进料系统、动力系统(电源和二次电压)、熔池深度控制。

一、进料系统

矿热炉熔炼的加料方式应保证:

(1)为获得最大冶炼能力，熔池表面应完全被炉料覆盖，以尽量减少热量损失和废渣中金属的损失。

(2)操作安全。

(3)料坡保护炉墙不受炉渣侵蚀，延长炉龄。

(4)实现机械化、自动化投料，降低劳动强度。

由于80% ~ 90%的电能在距电极中心1.5 ~ 2倍电极直径的区域内转化为热能，所以70% ~ 80%的炉料应直接加在电极附近的斜坡上，其余20% ~ 30%的炉料应加在炉壁附近以保护炉壁。干燥焙烧设施应尽可能靠近电炉，以缩短炉料的输送距离。

进料管的设置电炉中进料管的数量和排列根据炉子的大小而不同。一般来说，大型电炉沿炉子的纵向排列成四排或两排。图1是进料口布局示意图。

图1装料孔布置图

1-进料口；2-烟道孔；3-电极孔；

装料漏斗和装料管的直径根据装料的最大块尺寸来选择。装料管尺寸见表1，装料块度与装料管尺寸对照表。

表1配料尺寸和进料管尺寸对照表，mm

负担大小(最大)

当10 ~ 15 mm块料占80%以上，含水量达到3%时，坡面高出渣面的高度为700 ~ 1200mm；使用粉料时，料坡高出渣面的高度为300~500mm。当粉料含水量较高时，料坡容易损坏和翻倒。渣面以上的斜坡高度与渣面以下的装药深度之比为1 ~ 1.5。粉的比例接近1，块的接近1.5。冶炼粉矿必须采用低坡度，不超过500mm。

第二，电气系统

电气系统主要由运行功率、电压、电流等参数表示。最好的电气系统是每吨材料消耗电能最少，而炉子生产能力最高的系统。

一般新建工厂的电气系统参数应根据同类型电炉生产实践的电气系统进行选择。电气系统最重要的参数是电压。

(1)供给炉子的电能根据以下公式转换成热能:

Q= VIt

其中q-热能，j；

v-电压，v；

I-电流，a；

T-time，s。

这个公式说明，在电压不变的情况下，为了提高炉子的功率，必须增加电极的插入深度来增加电流。为了降低功率，必须减小电极的插入深度以降低电流。

电炉的运行功率必须与加入的材料量相适应，否则熔池中的熔体会过冷或过热。

(2)二次电压供给熔炉的电能在熔池中的分配，即电极与渣层接触处释放热量的分配比例，直接影响冶炼过程的正常运行和各项技术经济指标。

熔炼松装密度较低(1.3 ~ 1.4 t/m3)的粉末、球团矿和烧结块时，渣池深度会较小，炉料主要在渣层上部，一般不超过500 ~ 700 mm，在这种情况下，为保证大量熔化，熔化操作主要在料坡下沉的深部进行。电极与熔渣接触处的放热量占总功率的70% ~ 80%，以保证生成熔渣和铜锍所需的热量。20% ~ 30%的热量释放在熔池下层，用于进一步提高冶炼产品的温度，补偿炉底散热。

堆积密度高(可达3t/m3)的散料熔化时，熔池表面形成锥形斜坡，斜坡沉入渣池1100~1300mm。在这种情况下，为了强化炉料的熔化，冶炼操作中采用的电气系统必须保证将必要的热量传递给沉入渣池深部的料坡，约30% ~ 50%的热量用于熔化渣层中的炉料， 从而使熔渣适当过热，为铜锍从熔渣中分离创造良好的条件，而电极与熔渣接触处的放热占50% ~ 70%。

如果配电失灵，炉顶温度过高，铜锍层温度不够(上部放热过多)，或者炉料熔化量减少，而铜锍层强烈过热(下部放热过多)，冶炼过程异常。

决定功率分布的主要因素是电极插入渣层的深度。电极插入渣层的深度与功率分布的关系见图2。

图2电极插入渣层深度与功率分布的关系

在相同功率下，熔渣电导率(取决于熔渣成分和温度)、坡高、渣层厚度、电极间距、电极直径和电极工作端形状都影响电极插入深度，但工作电压(即二次电压)仍起决定性作用。电极插入深度与工作电压和功率分布的关系如图3所示。

图3电极插入深度与炉子工作电压和功率分布的关系

1-渣层厚度为103cm；2-铜锍层的厚度；3-炉底

当云南冶炼厂炉渣含SiO235%~38% ~ 38%，FeO 30% ~ 32%，SiO2/FeO 1.15 ~ 1.20时，二次电压为490 ~ 520 V，电极插入深度约占渣层厚度的40% ~ 60%。

三。熔池深度

熔池深度对电炉熔炼系统影响很大，最佳熔池深度应为:

(1)炉子热稳定性高，运行稳定。

(2)冶炼过程中的电气系统相对稳定，减少了电极与铜锍接触造成短路的可能性。

(3)返回转炉渣时，对炉渣成分影响不大。

(4)炉渣中的金属被很好地分离，以使炉渣中金属的损失最小化。

(5)铜锍过热少，热利用率高，熔化量高，电耗低。

当熔池深度高于最佳深度时，炉渣和铜锍底部会冷却，造成炉底结瘤和隔膜，恶化铜锍颗粒的沉降条件，增加金属损失。

通常电炉设计时，铜锍层厚度为700 ~ 800 mm，渣层厚度为1000~1500mm，因此熔池深度为1700 ~ 2300 mm，熔池深度举例见表2。

表2熔池深度示例，mm

长别