电极圆可调式电极升降机构、炉盖及电弧炉
技术领域
本发明属于冶金设备技术领域,尤其涉及一种冶炼电弧炉中的电极升降机构、与之配套的炉盖及适用于非金属矿石熔炼的电弧炉。
背景技术
电弧炉是利用电极电弧产生的高温熔炼矿石或金属的电炉,它用于还原冶炼矿石、碳质还原剂及溶剂等原料以生产硅铁,锰铁,铬铁、钨铁、硅锰合金等以及非金属矿石冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。主要用于矿石冶炼的电弧炉也叫矿热炉,其炉体结构同炼钢电弧炉相似,矿热炉工作时,电极下端埋在炉料内起弧,除电极和炉料之间的电弧会产生出热量外,电流通过炉料时炉料电阻也会产生相当大的热量,矿热炉同时利用电弧的能量及电流通过炉料的热量来熔炼非金属矿石。
专利号为201120188399.2、名称为新型电容氧化镁冶炼电弧炉的中国发明专利公开了一种电弧炉,包括炉筒、炉筒和炉盖,在炉盖顶部设置有三个电极孔和三个加料孔,这三个加料孔设置在三个电极孔外缘,且位于三个电极孔的两两之间,三个加料孔通过料管分别与位于电弧炉上方的三个高位料仓相连,原料从三个料仓经料管加入电弧炉内。该电弧炉的电极固定在电极升降装置的一端、伸入冶炼炉内,其中,电极升降装置包括电极升降支架、立柱、电极升降油缸及导电横臂,电极升降支架固定在地面上,其上端固定安装着立柱,电极升降油缸设置在电极升降支架内且顶端与立柱下端固定连接,立柱上端固定安装导电横臂。该电极升降装置各部件间的连接均是采用螺栓和法兰盘进行固定连接,除了升降外电极的位置不可调,由此限制了电弧炉的适用范围,无法达到冶炼工艺最佳的工作状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种电极圆可调式电极升降机构,适合于非金属矿石的冶炼。
本发明的另一目的是提供一种用于配合位置可调整的电极的炉盖。
本发明的又一目的是提供一种非金属熔炼电弧炉,其实现了电极圆可调的重大突破,给冶炼工艺提供了实现最佳工作状态的条件,从而可以以最小的电能生产出最多的产品,降低单位能耗指标。
为了实现上述第一目的,本发明采取如下的技术解决方案:电极圆可调式电极升降机构,包括:横臂支柱、安装于横臂支柱上的横臂安装座、安装于横臂安装座上并支撑电极的导电横臂、控制导电横臂上下移动的横臂升降控制装置;横臂升降控制装置安装于横臂支柱上,横臂支柱包括通过导柱定位板安装固定的固定支撑导柱和活动支撑导柱,固定支撑导柱固定安装在平台上,活动支撑导柱可绕固定支撑导柱旋转;横臂安装座安装于所述固定支撑导柱和活动支撑导柱之间。
为了实现上述第二目的,本发明采取如下的技术解决方案:炉盖,设置于炉筒的上方并罩住炉筒上部的开口,该炉盖顶部加工有电极孔和入料孔,电极孔为腰孔形状。
为了实现上述第三目的,本发明采取如下的技术解决方案:电弧炉,包括炉筒支架、设置于炉筒支架内的炉筒、位于炉筒上方且可罩住炉筒上部开口的炉盖、设置于炉筒一侧的横臂支柱、安装于横臂支柱上的横臂安装座、安装于横臂安装座上并支撑电极的导电横臂、控制导电横臂升降的横臂升降控制装置、穿过炉盖伸入炉筒中的电极、位于炉筒上方的料仓、连接料仓和布料器的料管;炉盖顶部设置有位于其中心的入料孔和沿圆周均布在所述入料孔外围的腰孔形状的电极孔;横臂支柱包括通过导柱定位板安装固定的固定支撑导柱和活动支撑导柱,固定支撑导柱固定安装在平台上,活动支撑导柱可绕固定支撑导柱旋转;横臂安装座安装于固定支撑导柱和活动支撑导柱之间。
本发明的横臂安装座下方设置有导轮支架,所述导轮支架上设置有导轮,导轮支架通过导轮在所述横臂支柱上滑动。
本发明的电极圆可调式电极升降机构,所述导轮支架上共设置4对导轮,在固定支撑导柱和活动支撑导柱上分别设置有上下布置的2对导轮。
本发明的横臂升降控制装置包括电机和减速机、链条和传动链轮,所述电机和减速机设置于所述导轮支架上,所述电机和减速机的输出轴上设置有主动链轮,链条绕过安装在导轮支架上的传动链轮与所述主动链轮啮合,所述链条固定在所述导柱定位板之间。
本发明的炉盖顶部设置有一电极圆定位板,电极圆定位板上设置有与调整好后的电极位置相对应的电极套安装孔,电极套安装孔内设置有套在电极外围的电极套。
由上述技术方案可知,本发明采用双导柱支撑导电横臂,双导柱中一根导柱为固定,另一根导柱可绕固定导柱旋转,突破了传统的电极升降机构的工作原理,实现了导电横臂水平方向可调整、导电横臂水平度可调整、水平方向旋转可调的功能,实现了电极圆可调的目的。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为图1的主视图。
图3为图1去除加料平台后的俯视图。
图4为图1的侧视图。
图5为本发明实施例1电极升降机构的结构示意图。
图6为本发明实施例1电极升降机构的主视图。
图7为图6的后视图。
图8为图6的侧视图。
图9为本实施例1炉盖的俯视图。
图10为本实施例1电极圆定位板和电极套的结构示意图。
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
实施例1
如图1至图4所示,本实施例的电弧炉包括炉筒1、炉盖2、炉筒架体3、电极4、料仓5、料管6、布料器、电极升降机构7、供变电系统(未图示)、水冷电缆(未图示)、冷却水系统(未图示)、电气控制室(未图示)。其中,电极升降机构7包括固定支撑导柱7-1、活动支撑导柱7-2、导电横臂7-3、横臂安装座7-4、导轮7-5、导轮支架7-6、驱动单元7-7、链条7-8、传动链轮7-9、导柱定位板7-10、主动链轮7-11。本实施例的驱动单元7-7为电机和减速机,驱动单元7-7、链条7-8和主动链轮7-11、传动链轮7-9构成横臂升降控制装置,通过链轮和链条的传动为导电横臂的升降提供动力。
炉筒1设置于炉筒防护支架3内,本实施例的炉筒1放在一沿导轨8运行的台车9上,由台车9将炉筒1送入炉筒架体3内或从炉筒架体3中移出。炉筒防护支架3的顶端为操作平台10,炉盖2置于操作平台10上且罩住炉筒1的上部开口,炉盖2的侧部设置有人工加料口(未标号),顶部加工有1个入料孔2a和3个电极孔2b(图9),入料孔2a设置于炉盖2顶部中心,3个电极孔2b沿圆周均布在入料孔2a外围。布料器的入料接管经炉盖2中心的入料孔2a与料管6相连,料管6的另一端与设置于炉盖2上方加料平台11上的料仓5连通,料仓5内的物料经过料管6加入布料器中。导电横臂内和导电夹头均通过冷却水循环管道与冷却水系统相连,导电横臂也通过水冷电缆与供变电系统电相连,本发明的电气连接及冷却水连接方式以及供变电系统、冷却水系统、电气控制系统的结构均与现有技术中的相同,在此不再赘叙。
同时参照图5至图8,在操作平台10上位于炉盖2的一侧安装有固定支撑导柱7-1和活动支撑导柱7-2,固定支撑导柱7-1和活动支撑导柱7-2组成本发明的横臂支柱,固定支撑导柱7-1和活动支撑导柱7-2安装在操作平台10和加料平台11之间。固定支撑导柱7-1固定安装在操作平台10上,活动支撑导柱7-2相对于固定支撑导柱7-1可移动,在固定支撑导柱和活动支撑导柱的顶端和底端均安装有一导柱定位板7-10,导柱定位板7-10用于将固定支撑导柱7-1和活动支撑导柱7-2安装定位。通过导柱定位板7-10,活动支撑导柱7-2可绕固定支撑导柱7-1旋转,进行位移调整,从而实现电极圆水平旋转角度的调整。在固定支撑导柱7-1和活动支撑导柱7-2之间安装有横臂安装座7-4,导电横臂7-3通过绝缘抱箍12安装在横臂安装座7-4上,通过导电横臂前后位置调整配合电极圆的调整,导电横臂7-3的前端设置有导电夹头和电极抱箍(未标号),电极4通过导电夹头和电极抱箍安装在导电横臂7-3上,电极4可穿过炉盖2上的电极孔2b伸入至炉筒1中。在横臂安装座7-4下方设置有导轮支架7-6,导轮支架7-6和横臂安装座7-4在横臂升降控制装置的控制下可沿横臂支柱在竖直方向上来回上下移动,从而带动电极4进行升降动作。本实施例中,导轮支架7-6上共设置4对导轮7-5,在固定支撑导柱7-1和活动支撑导柱7-2上分别设置上下布置的2对导轮7-5,导轮支架7-6通过导轮7-5在横臂支柱上滑动,通过调整导轮支架7-6上8个导轮的偏心度,可以调整各部件间的配合间隙,同时还可以微调导电横臂7-3的水平度。在导轮支架7-6上安装有电机和减速机7-7,主动链轮7-11安装在电机和减速机7-7的输出轴上,链条7-8绕过安装在导轮支架7-6上的传动链轮7-9与主动链轮7-11啮合,链条7-8固定在操作平台10和加料平台11之间(上、下的导柱定位板7-10之间),本实施例通过链轮和链条的传动配合实现导轮支架(横臂安装座)的上下移动,通过改变电机的转向和速度完成电极的升降动作。
如图9所示,本发明的炉盖2顶部的电极孔2b为大致呈椭圆形的腰孔结构,采用腰孔形状的电极孔可以配合电极位置调整的需要,使电极4在腰孔范围内调整位置,实现电极圆可调的目的。作为优选的技术方案,本实施例的炉盖2顶部还设置有一电极圆定位板12,电极圆定位板12上加工有3个与调整好后的电极位置相对应的电极套安装孔,每一电极套安装孔内均设置有一电极套13,电极套13的外径与电极圆定位板12上电极套安装孔相适应、内径与电极4相适应,电极套13套在电极4外围。设置电极圆定位板12和电极套13的目的一方面在于帮助定位:当电极位置调整完毕后可以帮助电极定位;另一方面在于实现密封:由于本发明炉盖2上的电极孔2b为腰孔形状,当电极4穿过炉盖2后,其与炉盖2电极孔2b之间必然留有间隙,为了提高炉盖2的密封性,在电极4上套设与其尺寸相适合的电极套13,可以将电极4与炉盖电极孔2b之间的间隙进行密封。当需要冶炼不同矿料,调整好3个电极间的位置后,再放上与调整好后电极位置相对应的电极圆定位板,在电极外围套上电极套即可实现良好密封。
实施例2
本实施例与实施例1不同的地方在于:本实施例在导轮支架的两侧均设置了链条,链条绕过安装在导轮支架两侧部上的传动链轮后与主动链轮啮合,采用双侧传动的方式受力更均匀。
诚然,本发明的技术构思并不仅限于上述实施例,还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案,例如,本实施例中导电横臂5的升降采用电机驱动链条的机械传动方式带动导电横臂升降,但也可以采用电机驱动齿条或丝杆、卷扬机带动钢丝绳等机械传动的方式控制导电横臂的升降;此外导轮数量也可根据实际需要而改变,还可以用导套替代导轮,诸如此等改变以及等效变换均应包含在权利要求所述的范围之内。