CN105486094A - 新型氮气保护电热前床电极的方法及其装置 - Google Patents

新型氮气保护电热前床电极的方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型氮气保护电热前床电极的方法及其装置，将工厂氧气站内采用深冷法制氧配套生产的氮气减压，并通过耐热胶管通入到电极上的保护套管内，位于连接管件上的压力传感器通过感应连接管件内的气压，位于连接管件上的自动调节阀将自动调节氮气的通入量，确保通入氮气的压力与精炼炉内微负压保持一致；位于上层保护套管上的鸭嘴形喷头向上喷出氮气，对电极把持装置进行降温，确保电极的冷却效果；位于下层保护套管上的鸭嘴形喷头向下喷出氮气，对精炼炉内的气体进行喷吹，确保精炼炉内的气体不外溢。本发明相比于水冷法和空冷法来说，不需要外购大型设备，具有节省投资、结构设计合理，自动化程度高，并且维修方便等优点。

Description

新型氮气保护电热前床电极的方法及其装置
技术领域
本发明属于有色金属冶炼行业技术领域，尤其涉及一种新型氮气保护电热前床电极的方法及其装置。
背景技术
在有色金属冶炼行业中电极是不可或缺的重要组成部分，电极的温度过高会对设备及产量造成影响，所以保护电极成为必要，现有技术中对电极的保护方法多种多样，但按工艺流程可分为水冷和风冷两大类。
风冷技术早在上世纪50年代就在硫酸工业和有色冶金工业中进行研究，但由于其能耗高，而且控制性差，现在基本很少采用。
水冷法在行业内应用最广，但换热后的水需经过凉水塔经过冷却后，才能返回循环利用，亦存在投资大，运行成本高，配管复杂等情况。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术风冷能耗高，水冷成本高，且均需要外购大型设备的问题，而提供而利用工厂配套的制氧站所副产的氮气作为保护气体的一种新型氮气保护电热前床电极的方法及其装置。
本发明所采用的技术方案是：
一种新型氮气保护电热前床电极的方法，该方法包括以下阶段：
通气阶段：将工厂氧气站内采用深冷法制氧配套生产的氮气减压，减压后的氮气通过耐热胶管通入到电极上的保护套管内；
调节阶段：位于连接管件上的压力传感器通过感应连接管件内的气压，位于连接管件上的自动调节阀将自动调节氮气的通入量，确保通入氮气的压力与精炼炉内气压保持一致；同理，当电极把持装置温度超过设定值时，连接管件上的自动调节阀会增大氮气量，对电极把持装置喷吹氮气；连接管件上的压力传感器和自动调节阀的共同作用，对氮气的通入量进行调节。
保护阶段：位于上层保护套管上的鸭嘴形喷头向上喷出氮气，对电极把持装置进行降温，确保电极的冷却效果；位于下层保护套管上的鸭嘴形喷头向下喷出氮气，对精炼炉口进行喷吹，确保精炼炉内的气体不外溢。
所述氮气的纯度为99%，温度为5~15℃，减压前的氮气压强为1.0MPa，减压后的氮气压强为0.1MPa。
精炼炉内的气压为-80~-50Pa，温度为800~950℃。
电极把持装置的设定温度为1000℃。
一种新型氮气保护电热前床电极的装置，包括精炼炉，所述精炼炉上设置有电极，所述精炼炉上位于电极连接处设置有温度传感器，所述电极上设置有电极把持装置，所述的电极把持装置与精炼炉之间设置有冷却装置，所述的冷却装置与电极把持装置之间采用刚性连接，所述的冷却装置连接有耐热胶管，所述的冷却装置包括保护套管，所述保护套管上设置有连接管件，连接管件上设置有压力传感器和自动调节阀，所述连接管件另一端设置有鸭嘴形喷头。
所述的保护套管包括上层保护套管和下层保护套管，上层保护套管与下层保护套管结构相同，所述的上层保护套管和下层保护套管之间通过管连接。
所述的上层保护套管上所设置的连接管件为三个，所述的三个连接管件为圆柱形，其与电极轴向平行，下层保护套管上所设置的连接管件为三个，所述的三个连接管件为圆柱形，其与电极轴向平行。
所述的上层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头方向向上，下层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头方向向下。
本发明的有益效果在于：
1.将工厂氧气站内采用深冷法制氧配套生产的氮气减压，合理利用氮气，节约能源；减压后的氮气通过耐热胶管通入到电极上的保护套管内，位于电极上的保护套管上的压力传感器确保通入氮气的压力与精炼炉内气压保持一致，为氮气进入保护套管提供条件；当电极把持装置温度超过设定值时，鸭嘴形喷头自动增大氮气量，确保电极的冷却效果；保护套管上的压力传感器和鸭嘴形喷头上的自动调节阀的共同作用，对氮气的通入量进行调节，达到最佳的冷却效果；
2.保护套管上设置有鸭嘴形喷头，使所喷的气体更有力，上下层保护套管上分别设置三个鸭嘴形喷头，且沿电极周向均匀分布，一方面，上层的鸭嘴形喷头对电极把持装置进行冷却保护，另一方面，下层的鸭嘴形喷头对下进行喷吹，可使精炼炉内的气体不外溢；
3.所使用的氮气的纯度为99%，所使用的氮气为惰性气体，进入炉内不会跟熔体发生反应，也不会对高温设备产生侵蚀，氮气的温度为5℃~15℃，温度低使保护效果更好；
本发明相比于水冷法和空冷法来说，不需要外购大型设备，直接采用工厂制氧站副产的氮气，具有节省投资、结构设计合理，自动化程度高，并且维修方便等优点，可广泛应用于冶炼、硫酸、冶炼自备电厂等行业的高温设备冷却。
附图说明
图1为本发明提供的一种新型氮气保护电热前床电极装置的结构示意图。
图中：1、保护套管；2、连接管件；3、压力传感器；4、鸭嘴形喷头；5、温度传感器；6、自动调节阀；7、耐热胶管；8、电极把持装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1，如图1所示的本发明提供的一种新型氮气保护电热前床电极装置，包括精炼炉，精炼炉上设置有电极，在精炼炉上位于电极连接处设置有温度传感器5，电极上设置有电极把持装置8，电极把持装置8与精炼炉之间设置有冷却装置，冷却装置与电极把持装置8之间采用刚性连接，冷却装置连接有耐热胶管7，冷却装置包括保护套管1，保护套管上设置有连接管件2，连接管件2上设置有压力传感器3和自动调节阀6，连接管件2另一端设置有鸭嘴形喷头4；上述保护套管1包括上层保护套管和下层保护套管，上层保护套管与下层保护套管结构相同，上层保护套管和下层保护套管之间通过管连接；上述上层保护套管上所设置的连接管件2为三个，三个连接管件2为圆柱形，其与电极轴向平行，下层保护套管上所设置的连接管件2为三个，三个连接管件2为圆柱形，其与电极轴向平行；上述上层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头4沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头4方向向上，下层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头4沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头4方向向下。
一种使用上述新型氮气保护电热前床电极装置保护电热前床电极的方法，具体步骤如下：
步骤1）、通气阶段：将工厂氧气站内采用深冷法制氧配套生产的纯度为99%、温度为5℃、压强为1.0MPa的氮气，经过减压至0.1MPa，减压后的氮气通过耐热胶管7通入到电极上的保护套管1内。
步骤2）、调节阶段：位于连接管件2上的压力传感器3通过感应连接管件2内的气压，位于连接管件2上的自动调节阀6将自动调节氮气的通入量，确保通入氮气的压力与精炼炉内微负压保持一致，精炼炉内的气压为-80；精炼炉内的温度为800℃，同理，当电极把持装置8温度超过设定值时，此处设定值为1000℃，连接管件2上的自动调节阀6会增大氮气量，对电极把持装置8喷吹氮气；连接管件2上的压力传感器3和自动调节阀6的共同作用，对氮气的通入量进行调节。
步骤3）、保护阶段：位于上层保护套管上的鸭嘴形喷头4向上喷出氮气，对电极把持装置8进行降温，确保电极的冷却效果；位于下层保护套管上的鸭嘴形喷头4向下喷出氮气，对精炼炉口进行喷吹，确保精炼炉内的气体不外溢。
实施例2，如图1所示的本发明提供的一种新型氮气保护电热前床电极装置，包括精炼炉，精炼炉上设置有电极，在精炼炉上位于电极连接处设置有温度传感器5，电极上设置有电极把持装置8，电极把持装置8与精炼炉之间设置有冷却装置，冷却装置与电极把持装置8之间采用刚性连接，冷却装置连接有耐热胶管7，冷却装置包括保护套管1，保护套管上设置有连接管件2，连接管件2上设置有压力传感器3和自动调节阀6，连接管件2另一端设置有鸭嘴形喷头4；上述保护套管1包括上层保护套管和下层保护套管，上层保护套管与下层保护套管结构相同，上层保护套管和下层保护套管之间通过管连接；上述上层保护套管上所设置的连接管件2为三个，三个连接管件2为圆柱形，其与电极轴向平行，下层保护套管上所设置的连接管件2为三个，三个连接管件2为圆柱形，其与电极轴向平行；上述上层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头4沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头4方向向上，下层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头4沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头4方向向下。
一种使用上述新型氮气保护电热前床电极装置保护电热前床电极的方法，具体步骤如下：
步骤1）、通气阶段：将工厂氧气站内采用深冷法制氧配套生产的纯度为99%、温度为15℃、压强为1.0MPa的氮气，经过减压至0.1MPa，减压后的氮气通过耐热胶管7通入到电极上的保护套管1内。
步骤2）、调节阶段：位于连接管件2上的压力传感器3通过感应连接管件2内的气压，位于连接管件2上的自动调节阀6将自动调节氮气的通入量，确保通入氮气的压力与精炼炉内微负压保持一致，精炼炉内的气压为-50Pa；精炼炉内的温度为900℃，同理，当电极把持装置8温度超过设定值时，此处设定值为1000℃，连接管件2上的自动调节阀6会增大氮气量，对电极把持装置8喷吹氮气；连接管件2上的压力传感器3和自动调节阀6的共同作用，对氮气的通入量进行调节。
步骤3）、保护阶段：位于上层保护套管上的鸭嘴形喷头4向上喷出氮气，对电极把持装置8进行降温，确保电极的冷却效果；位于下层保护套管上的鸭嘴形喷头4向下喷出氮气，对精炼炉口进行喷吹，确保精炼炉内的气体不外溢。
实施例3，如图1所示的本发明提供的一种新型氮气保护电热前床电极装置，包括精炼炉，精炼炉上设置有电极，在精炼炉上位于电极连接处设置有温度传感器5，电极上设置有电极把持装置8，电极把持装置8与精炼炉之间设置有冷却装置，冷却装置与电极把持装置8之间采用刚性连接，冷却装置连接有耐热胶管7，冷却装置包括保护套管1，保护套管上设置有连接管件2，连接管件2上设置有压力传感器3和自动调节阀6，连接管件2另一端设置有鸭嘴形喷头4；上述保护套管1包括上层保护套管和下层保护套管，上层保护套管与下层保护套管结构相同，上层保护套管和下层保护套管之间通过管连接；上述上层保护套管上所设置的连接管件2为三个，三个连接管件2为圆柱形，其与电极轴向平行，下层保护套管上所设置的连接管件2为三个，三个连接管件2为圆柱形，其与电极轴向平行；上述上层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头4沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头4方向向上，下层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头4沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头4方向向下。
一种使用上述新型氮气保护电热前床电极装置保护电热前床电极的方法，具体步骤如下：
步骤1）、通气阶段：将工厂氧气站内采用深冷法制氧配套生产的纯度为99%、温度为10℃、压强为1.0MPa的氮气，经过减压至0.1MPa，减压后的氮气通过耐热胶管7通入到电极上的保护套管1内。
步骤2）、调节阶段：位于连接管件2上的压力传感器3通过感应连接管件2内的气压，位于连接管件2上的自动调节阀6将自动调节氮气的通入量，确保通入氮气的压力与精炼炉内微负压保持一致，精炼炉内的气压为-70Pa；精炼炉内的温度为950℃，同理，当电极把持装置8温度超过设定值时，此处设定值为1000℃，连接管件2上的自动调节阀6会增大氮气量，对电极把持装置8喷吹氮气；连接管件2上的压力传感器3和自动调节阀6的共同作用，对氮气的通入量进行调节。
步骤3）、保护阶段：位于上层保护套管上的鸭嘴形喷头4向上喷出氮气，对电极把持装置8进行降温，确保电极的冷却效果；位于下层保护套管上的鸭嘴形喷头4向下喷出氮气，对精炼炉口进行喷吹，确保精炼炉内的气体不外溢。

Claims (8)

1.一种新型氮气保护电热前床电极的方法，其特征在于：该方法包括以下阶段：
通气阶段：将工厂氧气站内采用深冷法制氧配套生产的氮气减压，减压后的氮气通过耐热胶管通入到电极上的保护套管内；
调节阶段：位于连接管件上的压力传感器通过感应连接管件内的气压，位于连接管件上的自动调节阀将自动调节氮气的通入量，确保通入氮气的压力与精炼炉内气压保持一致；同理，当电极把持装置温度超过设定值时，连接管件上的自动调节阀会增大氮气量，对电极把持装置喷吹氮气；连接管件上的压力传感器和自动调节阀的共同作用，对氮气的通入量进行调节；
保护阶段：位于上层保护套管上的鸭嘴形喷头向上喷出氮气，对电极把持装置进行降温，确保电极的冷却效果；位于下层保护套管上的鸭嘴形喷头向下喷出氮气，对精炼炉口进行喷吹，确保精炼炉内的气体不外溢。
2.根据权利要求1所述的一种新型氮气保护电热前床电极的方法，其特征在于：所述氮气的纯度为99%，温度为5~15℃，减压前的氮气压强为1.0MPa，减压后的氮气压强为0.1MPa。
3.根据权利要求1所述的一种新型氮气保护电热前床电极的方法，其特征在于：精炼炉内的气压为-80~-50Pa，温度为800~950℃。
4.根据权利要求1所述的一种新型氮气保护电热前床电极的方法，其特征在于：电极把持装置的设定温度为1000℃。
5.一种新型氮气保护电热前床电极的装置，包括精炼炉，所述精炼炉上设置有电极，所述精炼炉上位于电极连接处设置有温度传感器，所述电极上设置有电极把持装置，其特征在于：所述的电极把持装置与精炼炉之间设置有冷却装置，所述的冷却装置与电极把持装置之间采用刚性连接，所述的冷却装置连接有耐热胶管，所述的冷却装置包括保护套管，所述保护套管上设置有连接管件，连接管件上设置有压力传感器和自动调节阀，所述连接管件另一端设置有鸭嘴形喷头。
6.根据权利要求5所述的新型氮气保护电热前床电极的装置，其特征在于：所述的保护套管包括上层保护套管和下层保护套管，上层保护套管与下层保护套管结构相同，所述的上层保护套管和下层保护套管之间通过管连接。
7.根据权利要求5或6所述的新型氮气保护电热前床电极的装置，其特征在于：所述的上层保护套管上所设置的连接管件为三个，所述的三个连接管件为圆柱形，其与电极轴向平行，下层保护套管上所设置的连接管件为三个，所述的三个连接管件为圆柱形，其与电极轴向平行。
8.根据权利要求7所述的新型氮气保护电热前床电极的装置，其特征在于：所述的上层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头方向向上，下层保护套管上所设置的鸭嘴形喷头沿电极周向均匀分布，且鸭嘴形喷头方向向下。
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