电石炉电极、极心圆直径、炉膛内径和深度计算电石是在电石炉内利用电能转变成的热能（包括电弧热和电阻热）将炉料加 热 到 反 应 温 度 ，从 而 使 碳 素 原 料 的 碳 和 生 石 灰 中 的 钙 化 合 而 成 电 石 生 产 的 关 键 设 备 是 电 石 炉 ，准 确 选 定 电 石 炉 的 几 何 参 数 对 保 证 电 石 案 例 生 产 和 优 质 高 产 具有重要意义电石炉的几何参数包括电极径、电极极心圆直径、炉膛内径和炉等电极直径选择合理，可使电极得到合理焙烧，电极维持适宜的工作位置， 使 三 相 熔 池 互 相 流 通 ，适 当 抑 制 支 路 电 流 ，使 电 极 处 在 合 适 位 置 ，使 三 相 熔 池 互 相 流 通 ，适 当 抑 制 支 路 电 流 ，使 电 极 处 在 合 适 位 置 ，并 确 保 电 石 反 应 区 的 电 能 高 度 集 中 而 达 到 高 温 ，实 现 优 质 高 产 炉 膛 内 径 选 择 合 理 ，可 保 护 炉 底 电 能 强 度 和 炉 内 熔 池 电 能 密 度 ，保 证 电 石 炉 的 安 全 可 靠 性 合 理 选 择 炉 膛 深 度 ，可 保证较高的热效率和合理的熔池尺寸，从而确保电石炉安全生产。
直径电极是将电炉冶炼所需的大电流传入炉内，并将电极糊焙烧成石墨电极的设备电石炉设计中，电极系统最为关键，因此正确确定电极直径至关重要电极直径取决于电极电流密度、电极截面上最大电能强度和电极运动电阻 的 大 小 ，但 首 先 取 决 于 电 极 电 流 密 度 ，而 允 许 的 电 流 密 度 与 所 使 用 的 电 极 糊 质 量相关电极电流密度和变压器最大视在功率之间的关系为：电石炉 电极电流密度>5000kVA 8.3-8.5A/cni26000^ 15000kVA 7.8-&0 A/cm216500-40000kVA 7.0 ” 肋陥髏穆密闭电石炉因炉面温度较低,且无燃烧的火焰,要焙烧好电极,需适当加大电流密度，同容量电石炉的电极电流密度，密闭炉比开放炉高出0.5A/cm2根据变压器最大额定视在功率计算电极直径：Dc =43x$^ 飞卿式中：De—电极直径，cm ；Smax一变压器最大额定视在功率，kVA.若根据电极电流密度和二次电流计算：0尸1」28><4吟泸 < f②炉式中：De—电极直径,cm ;6—电极电流密度，A/cm2;I—变压器最大二次额定电流，A根据以上两公式可计算出各种容量电石炉的电极直径,其与电极电流密度和变压器最大额定视在功率的关系值见表1。
序变压器容屢 (IcVA)电探电流靈度(AArni*电扱直径Cem)11400007.01352350007.01303300007.01254250007.2li?5200007.61076180007.61037165007.61008140007_8 '表1 电炉变压器容量与电极直径的关系电极的电流密度过大,则电极直径过小，会增加电极的电阻电耗,电极容 易因过焙烧而硬断,同时缩小电石炉熔池；电极电流密度过小，则电极直径过 大，虽然能扩大熔池，并减少电极电阻电耗，但电极不易深入炉料，且会增 加热损耗而降低热效率，电极焙烧不足易软断，电弧温度也会降低，对生产不 利因此，确定电极直径必须视具体情况，参考有关数据，综合分析计算确定径为如40.5 MVA密闭电石炉取电流密度为7.0 A/cm 2,由式(2)计算出电极136・9cm ,根据经验取140cm ,实际应用效果很好电极极心圆直径电极极心圆直径也是电炉中十分重要的几何参数合理的极心圆直径是闭 弧生产、优质高产低耗的条件电极极心圆直径是由电极直径，电流电压比、电极间距、电位梯度和电石反应区电能密度等因素所决定，首先取决于电极直径计算公式如下：式中：De-电极极心圆直径，cm ;Ke-电极极心圆系数。
国内外有关资料推荐Ke值取2.7 ~3.0.实践证明，取Ke值2.7为宜如不能对电石炉几何参数进行较大幅度变动且已采用了较大的电流电压比时，可取Ke值2.5 5~2.6 5如40.5 MVA密闭电石炉采用自动烧结电极，取极心圆系数为2.7 8 ,由式(3)可求得极心圆直径【为390cm实践证明，理想的电极极心圆直径应与熔池直径相等因此,设计密闭炉 时,通常将投料管布置在电极周围相当于电极极心圆的圆周上电石炉熔池半径计算公式如下:式中：Rm—熔池半径；Pr—电炉最佳运行有效功率,kW;Pu—熔池单位面积功率强度,kW/cm2熔池内面积上的功率强度随电炉变压器容量的大小而变化,同时也与功率的因数有关电炉变压器的容量、功率因数与熔池直径的关系见表2序最佳运 行有效 功率(kW)功率 因数：(殉熔池单位 面积上的 功率强度(kW/cm3)熔池 直径 (cm)14000030000750.096364235000280008003635133000025000830.09233842500021000840,08931652000017000850-087288S1800015400860-085 卑表2变压器容量、功率因数与熔池直径关系炉膛是电石炉的电热反应场所，内部可存储一定的炉料及电石。
其电热反 应温度高达2000工以上,需在反应区间与炉墙之间留存一层炉衬以保护以保 护炉墙炉膛的容积必须大于电石反应的空间炉膛内径太小，炉墙易损;反之则会 增加 电炉工段的建筑面积，且使短网长度增加，增大电耗，降低电效率实 际生产中，为减小炉壁的腐蚀，通常取值比理想炉膛稍大炉膛内径计算如下：D产心2 ⑸式中：Di-炉膛内径，cm ；Kic-炉膛内径系数，Kic=2.25 ；De-电极极心圆直径，cm或 Df Ke式中：Kic-炉膛内径系数，Kic=5.5~6.5 ；De-电极直径，cm除通过以上两式计算，还需通过炉底电能强度进行最终校验炉底平均电能强度(单位kW/m2)为电石炉底单位面积的电功率，合理 的炉底电能强度可充分发挥电石炉炉底的作用，确保电石生产的产量并使 炉底面积较为紧凑，从而减少电石炉的建筑面积，缩短短网长度，达到节 电、节能、减少损失的效果炉底电能强度过大，会缩短电石炉运行期限， 增加大修次数和费用；电能强度过小，则电石炉炉底面积过大，利用率不高， 建筑面积要大，短网要长 电石炉的容量越大，电能强度也越大 通常 电石炉炉底电能强度控制在450-600kW /m 2为宜 以40.5 MVA密闭电石炉为例，炉体为圆形，三根电极呈正三角形布置/由式(5)得炉内径为878cm,取经验900cm炉膛深度电石炉正常运行时，如果炉膛太浅，炉料层太薄，会造成蓄热困难，表面 散热损失大，从而降低电石产量，且电极离炉底过近，电弧燃烧过于集中，易 损坏炉底，迫使电极上升，较难闭弧生产。
如果炉膛太深，则电石反应区的电 能密度减少，会降低电石质量，出炉困难电石炉炉膛深度计算如下式:式中：H-炉膛深度,cm ;Kh-炉堂深度系数，Kh=2.3炉膛深度按上述公式计算后， 需通过炉膛电能密度来进行最后校验炉膛的平均电能密度(单位kW/m3)即炉膛内单位体积的平均电功率合理 的炉膛电能密度与电石炉变压器的有功功率及炉膛体积大小相匹配，使两者充 分发挥作用，达到优质高产节能如果炉膛电能密度太小，很难生产出优质的 电石;炉膛电能密度太大， 虽然能生产出优质电石， 但产量不高且浪费部分电 能，并易烧坏炉底和炉墙炉膛电能密度取150~ 220kW/m效果较好由式(7)可得 40.5MVA 密闭电石炉的炉深度 为 320cm综上所述， 电石炉几何参数的科学计算与确定， 对于电石炉安全可靠优质 高效地运行具有重要意义以大连重工公司为某电石厂设计制造的 12x40.5 MVA 密闭电石炉为例，主 要几何参数为：电极直径1400mm电极行程 1700mm炉膛内径9000mm炉膛深度3200mm电极极心圆直径3900mm结语电石炉设计中几何参数的合理计算与确定 ，是电石炉设备高效率生产的基 本 前 提。
实 践 表 明， 电 石 炉能 否 达 到优 质 高 产节 能 的 目的 ， 不 仅要 严 把 电石 原 料 质量 关 ， 关 键在 于 电 石炉 设 计 时要 准 确 选定 电 极 直径 ，电 极 极 心圆 直 径 、 炉膛 内 径 和 炉膛 深 度 等几 个 重 要几 何 参 数 ， 从而 达 到 优质 、 高 产和 低 耗 目 的 ，产 品 更 具市 场 竞 争力 。