CN1054255C - 直流电弧成套炉子设备 - Google Patents

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Abstract

在直流电弧炉中，电弧在炉管下通过的大电流导体的作用下向离开电流供电装置(19)方向偏移，这导致了炉管壁的一部分热过载。使大电流导体(18a)主要部分敷设在炉底上方的靠着炉台(20)或在炉台下方的一个平面内，且只在与电流供电装置正对着的炉管(1)的侧面向下通至炉底处的连接附件(10)，这样才使电弧能对称燃烧。

Description

直流电弧成套炉子设备
本发明涉及一种直流电弧成套炉子设备，它具有一个安装在炉台上的直流电弧炉，一个由金属外壳环绕的炉管，并带有至少一个作为阴极的连接电极和至少带有一个连接配件的作为阳极的导电炉底，所说的电极和导电炉底通过大电流导体与靠近炉管的电流供电装置相连接。
本发明是以德国专利说明书DE-2558879的技术为基础作出的。
当直流电弧炉有较大功率时，在大电流流入和流出的导体内流动的大电流会使电弧偏移，电弧燃烧焰不是垂直的，也就是说电弧对准炉壁使炉壁过热。
在炉管的下面或旁边经过大电流导体的特别布线可以使电弧“集中”，正如美国专利说明书US-4550413和US-4577326所建议的那样，这些导体应安装成当流过的直流电流所引起磁场对称地作用在电弧上。但是，这种措施费用昂贵，同时，不仅提高了炉子价格，也增大了炉子所占的空间。在另一措施中，使电极连同电板支承装置要制成能相对于炉管作水平移动，以便抵消电流输入和输出中出现的不对称，这种措施也费用昂贵，因为必须在炉盖内留有相应的位置使电极能移开。
DE-PS2558879所公开的一种直流馈电电弧炉具有一个无磁性炉底的炉缸，槽电极安装在电弧电极的纵向方向且比例不对称，槽电极定向敷设的大电流导体要在该方向在炉缸下面敷设至少一个导体，使流过该导体的电流实质上流通方向与流入熔化池的电流方向相反，要使电流这样移动必须在现有的电弧炉的炉缸周围并在炉缸上方水平方向敷设大电流导体，这些大电流导体部分构成炉管的一部分，现在，在普通工厂中均设有备用管，这样提高了炉管的造价，此外，炉缸旁大电流导体的保护也花费昂贵。
1990年9月3日申请的申请号为90116866.6目前还未公开的欧洲专利申请提出了另一种解决方案，它建议用不同导电率的砖建成炉衬层。
为实现本发明的目的，发明了一种直流电弧成套炉子设备，在该设备中只需简单的手段就可实现电弧的对称性，而不须增加设备所占的空间，也不须对炉管加任何补偿导体，在这种设备中能和以前一样更换炉管。
该任务由本发明完成，本发明提供了一种直流电弧成套炉子设备，包括一个安装在炉台上的直流电弧炉，该电弧炉具有由金属炉管外套围起的一个炉管、至少一个作为阴极连接的电极和至少一个作为阳极连接的导电炉底，且包括一块连接板和导电炉衬层，所说连接板上至少设置一个连接附件，所说电极和导电炉底通过大电流导体在炉管旁与一电流供电装置连接，其特征是，连接电流供电装置到导电炉底的大电流导体其主要部分是在炉底上部靠着炉台的一个平面内或在炉台下的一个平面内敷设的，并且只在电流供电装置正对着的炉管侧面由上向下通至炉底处的连接附件。
本发明的优点是不用在炉管的上面、下面或旁边安装价格昂贵的管道而获得对称的电弧。
下面结合附图对本发明的最佳实施例作更详细的说明。
发明实施例附图的简要说明如下：
图1是对具有大电流导体简要描绘的直流电弧炉的纵向剖面图；
图1a是图1中画出圆圈部分的放大图，图中示出导电炉底结构的细节；
图2是图1的电弧炉炉管底的俯视图；
图3是装有一个图1所示电弧炉的直流电弧成套炉子设备的简化侧视图，电弧炉安装在炉台上，炉台下的两边敷设大电流导体；
图4是图3所示直流电弧成套炉子设备的简化俯视图；
图5是具有一个图1所示电弧炉的直流电弧成套炉子设备的简化侧视图，电弧炉安装在炉台上，只在炉台上半部的浇铸面上敷设大电流导体；
图6是图5所示直流电弧成套炉子设备的简化俯视图；
图7是具有大电流导体的图3和图4所示实施例的一种变形，大电流导体敷设在炉台边上且与翻转方向垂直。
图中标号为：
1，炉管
2，炉管外套
3，电极
5，出料装置
6，渣门
7a、7b，炉衬层
8a、8b，砖
9，连接板
10，连接附件
11，12中的洞口
12，炉底板
13，砖砌炉衬
14，填入料
15，2旁边的支架
17，绝缘材料环
18a、18c，通至导电炉底的大电流导体
18b，通至电极的大电流导体
18a′、18b′，18a和18b的易弯曲段
19，电流供电装置
20，炉台
21、22，滚动支臂
23、24，滚动槽
25，炉顶
图1所示的直流电弧炉有一个由金属炉管外套2环绕的炉管1，实施例中通常只有一个作阴极连接的实心电极3，但也可以有两个、三个或多个电极。电极3的下面，人们通常使其具有一个电极涂层，也就是说使其有一个珐琅质的(或釉质的)无斑表面。炉子有一个带有出料装置5和渣门6的偏心炉底出料孔，炉基中装有导电炉底，所举例中，导电炉底是由拱形连接板9上的石墨砖或含石墨的砖8a、8 b铺成的两层炉衬层7a和7b构成的。连接附件10在连接板9处凸起穿出炉底板12中的洞口11向下进入自由空间(见图1a)。炉衬层向外与通用的砖砌炉衬13衔接，炉底板12可以有一个冷却装置(图中未画出)，以使炉管底保持在尽可能低的温度下，构成炉衬层7a和7b的砖8a、8b用作炉的填入料14和连接板9之间的电流导体。
直流电弧炉是已知技术，而且在美国专利说明书US-A-4228314或德国专利说明书DE-3022566中有详细说明。
炉管外套2径向向里缩并构成向里突出的支架15，炉底板12在径向向上伸出支架15，搭接区中安装了一个绝缘材料制成的环17，按此方式电炉的整个炉底座落在支架15上，炉子的底部象是浮在炉管1中，与此同时，用绝缘材料实现了炉管外套2与炉底板12和导电炉底之间的电绝缘。
图2所示的炉管底面仰示图画出了配置连接附件10的方式，可以看到，炉底通常有4个配制的连接附件10和大电流导体18a以及18c，与电流供电装置19的正极相连。从电流供电装置19的负极至电极3的定向大电流导体标为18b。
如图3和4以及图5和6所示，直流电弧炉安装在一个炉台20上。该炉台带有两个安装在滚动槽23、24上的滚动支臂21和22，按此方式，电弧炉连同炉台20可以围绕平行于电炉纵轴的一个轴向两边偏转。定向的大电流导体18a、18b不仅能易弯曲地通向电极3，也能通向炉底处的连接附件10，及通向通道处的炉台20。大电流导体18a和18b的易弯曲段用18a′和18b′标注。从电流供电装置19至导电炉底的连接附件10引导大电流导体18a的主要部分敷设在炉底上半部和炉台20下半部的平面中(图3和4未画出)，大电流导体只是在电流供电装置19正对着炉管一边向下通到炉底部的连接附件10，大电流导体18a的布线原则上说可以有两种变化：
在图3和图4中，两个分开的导体由电流供电装置19的正极沿炉台20的边缘敷设。大电流导体18a的护套在结构上可以和炉台构成一个整体(图3和图4中未画出)。大电流导体首先在电流供电装置19正对着炉台20的一个侧面上相互在同一个平面上穿过，然后导体段斜着向下穿过，导体终端与炉底处的连接附件10衔接。
大电流导体18c在供电装置19面对着炉子的一个侧面首先向下，然后在炉底下面返回到沿炉台20延伸的大电流导体18a的方向，通到连接附件10，从而引起防止电弧偏移的磁场，以防止炉壁和炉顶损坏。尽管在炉台处水平通过的大电流导体18a会引起电弧偏移，但通过的大电流导体18a敷设在炉底上半部的平面内越高，这种偏移作用越小。就整个电炉而言，导体最好敷设在电弧平面中(图3中点划线标出的)，但在实际生产中，大电流导体18a的保护必须根据电炉生产的最坏生产条件来考虑，这不仅适合于出料装置5的情况，也适合于渣门6范围的导体保护。如果经济上和技术上允许的话，可将图3和图4中的电弧成套炉子设备中的大电流导体18a敷设在炉台20的上半部，这就需要一个分开的支承装置和相应的保护装置。
另一种可能是，使其相关的电磁特性只有少许失效，但在经济上应是允许的，这在图5和图6所示的例子中得到说明。在图示的例子中只在炉台20的浇注侧面上在电流供电装置19正对着电弧炉端有一个(或者多个)并联的大电流导体18a由电流供电装置19的正极引出，然后向炉台的中心内拐，并且在第一对连接附件10的高处分叉，然后两个分叉与连接附件10相连。炉台上的导体布线要选择成使大电流导体18a首先在一个平面上通过。在装满料的情况下，应使该平面和电弧燃烧面靠近，由该导体段引起的磁场按基本上垂直的方向在电弧区内通过并且不产生使电弧偏转的干扰。当炉台20的出料侧面上的导体布线也合适时，大电流导体18a也可以布置在渣门6的侧面上，而不改变原定的补偿效果。
上述实例是以直流电弧成套炉子设备的典型结构形式为基础的，也就是说，按这种安装方式，电流供电装置是按炉管倾斜轴的横向方向安装的，而且定向通过电流供电装置19的正极也通向电流供电装置负极的大电流导体18a、18b，以及它的易弯曲段18a′、18b′基本上平行于电弧炉倾斜轴的方向。图7中画出的本发明的实施例仅仅在安装上不同，在该例中，安装的导体段主要处在炉台20处或在炉台20下面，而且所属的易弯曲段18a′通向电流供电装置19正极定向，大电流导体现在垂直于倾斜轴的方向。于是，图3和4中的大电流导体18a的安装方式能获得无任何偏差的补偿功能。对按图5和图6所示的构型而言，在这种情况下大电流导体也可以敷设在炉台的上半部。按图7所示的导体布线的优点是，不在渣门6的范围内也不在炉底出料装置5的区域内敷设导体。其缺点是，由电流供电装置19至连接附件10的导体长度增加。当按图5和图6所示形式安装时可以避免导体长度增加，这就是说，通过电流供电装置19邻近的大电流导体实现了由电流供电装置19向变换了的附件对的馈电。
前面已借助电炉结构说明了本发明，在本发明中，导电炉底至少一部分由导电砖构成，这些砖位于连接板上，连接板的一个侧面位于炉底板上。本发明不受所述炉子形式限制。对直流电弧炉的使用也在本发明要求保护的范围内。在本发明的电弧炉中，导电炉底是用多个垂直的固定金属栓固定在炉底板上的，导电炉底可以具有少于4个的连接附件，也可以有多于4个的连接附件。

Claims (5)

1.一种直流电弧成套炉子设备，包括一个安装在炉台(20)上的直流电弧炉，该电弧炉具有由金属炉管外套(2)围起的一个炉管(1)、至少一个作为阴极连接的电极(3)和至少一个作为阳极连接的导电炉底，且包括一块连接板(9)和一导电炉衬层(7a，8b)，所说连接板(9)上至少设置一个连接附件(10)，所说电极和导电炉底通过大电流导体(18a，18b，18c)在炉管旁与一电流供电装置(19)连接，其特征是，连接电流供电装置(19)到导电炉底的大电流导体(18a)其主要部分是在炉底上部靠着炉台(20)的一个平面内或在炉台下的一个平面内敷设的，并且只在电流供电装置(19)正对着的炉管(1)侧面由上向下通至炉底处的连接附件(10)。
2.如权利要求1的直流电弧成套炉子设备，其特征是，大电流导体(18a)由电流供电装置的正极横向平行于炉子的倾斜轴沿炉台(20)处通过。
3.如权利要求1的直流电弧成套炉子设备，其特征是，由电流供电装置(19)的正极来的大电流导体(18a)，只在炉台(20)的浇注侧边通过。
4.如权利要求1的直流电弧成套炉子设备，其特征是，由电流供电装置(19)来的大电流导体(18a)在炉台(20)的旁边并垂直于炉子的倾斜轴横向通过。
5.如权利要求1至4中任一权利要求的直流电弧成套炉子设备，其特征是，在靠着炉台(20)或在炉台上面的一个平面内敷设大电流导体(18a)，在炉内装满料的情况下电弧能在该平面内燃烧。
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