CN106524747A - 封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉 - Google Patents
封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于生产工程陶瓷材料碳化硼的装置技术领域,一种封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉。该电弧炉包括炉车、炉体、炉罩、升降小车、横臂、电极夹头、石墨电极、电极极心圆、导电铜板、铜软线、变压器、输出铜板、支撑架、电极调节减速箱、齿轮、齿条、立柱、配重、滑轮、导向柱、导轮、控制操纵柜和吊车;冶炼炉具有新颖的设计结构和外形:封闭的炉体、带封头的炉罩及支撑的二层操作平台,炉体一角的立柱、低处横向出口的烟道使电弧炉整体结构紧凑合理。电极极心圆固定不变,使电极输入的功率趋于恒定,硼碳反应的条件稳定充分,有效控制产品硼碳比例及碳化硼相位。刚性电极升降机构用齿轮齿条传动保证了电极插入的合适位置,满足工艺的要求。
Description
技术领域
本发明属于生产工程陶瓷材料碳化硼的装置技术领域,具体涉及了一种封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉。
背景技术
碳化硼是一种耐磨、耐高温、抗腐蚀、具有吸收中子等特性的陶瓷材料,经常应用于机械、电子、耐火、核工业等领域。随着科技的发展,应用领域碳的不断地拓宽,需求量不断增加,对碳化硼质量也提出新的要求。原来由敞开式单相电极卧式和三相电极倾斜式无芯电弧炉冶炼的碳化硼产品由于炉膛较大而不封闭,高温区易暴露,保温性能差,很难得到高纯度反应完善的产品,且每炉产品上下层温差大使产品硼碳成分比被动很大。尽管各碳化硼生产厂对此类冶炼炉的改造和更新,由于缺乏创新和冶炼理论的指导,所以目前碳化硼冶炼炉仍旧没有摆脱设备简陋、质量不稳定、操作随意性强,单耗高的弊病。我们采用三相直立电极在固定的极心圆上利用封闭式炉体炉膛保温效果好的特点,冶炼出纯度高的产品,满足碳化硼不同相位的生成条件;在其它辅助设施的配合下有效保证了冶炼过程的稳定性。该炉炉体机构紧凑、结构新颖、操作简单、能耗低、出率高、符合现代环保的要求。从安装的现在运行600多炉次,证实冶炼炉的性能和各项工艺指标领先于目前国内实际生产水平,是碳化硼冶炼行业中首创。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产工程陶瓷材料碳化硼的装置(封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉),采用立式三相电极在封闭的炉体内进行冶炼,设有固定的电极圆直径,和刚性电极升降机构,保证冶炼时形成的熔融块在理想的位置,满足碳化硼不同相位的生成条件,产品质量上下均匀一致,克服现有冶炼炉生产大块,质量上下分层,差异过于明显的缺陷。
该炉封闭式外形有助形成的炉膛表面负压解决烟尘外溢问题,达到环保要求;在其它辅助设施的配合下有效保证了冶炼过程的稳定性,可配备辅助机械实现出炉和投料机械化作业,解决了碳化硼冶炼劳动强度大的生产问题。
本发明的技术方案:
一种封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉,包括炉车1、炉体2、炉罩3、升降小车4、横臂5、电极夹头6、石墨电极7、电极极心圆8、导电铜板9、铜软线10、变压器11、输出铜板12、支撑架13、电极调节减速箱14、齿轮15、齿条16、立柱17、配重18、油丝绳19、滑轮20、导向柱21、导轮22、标尺23、控制操纵柜24和吊车25;
炉车1用于承载炉体2,炉体2的上盖即为炉罩3,炉体2与炉罩3通过环箍紧紧相扣形成封闭空间,即为冶炼电弧炉;炉罩3上设有炉门、加料口和电极孔,炉门、加料口和电极孔周边用耐温棉毡封口,使冶炼电弧炉为密闭的容器;借助除尘引风机抽取烟尘,使电弧炉炉腔内形成相对于外界的负压,减少碳化硼原料在反应过程中与空气中氧反应的速率,使低温挥发物和反应生成的CO迅速溢出炉料层并排出炉体,保证碳化硼块纯度的提高和危险气体的及时排出;
三根立柱17位于电弧炉外,立柱17上设有连接横臂5的升降小车4和导电铜板9,升降小车4带动横臂5上下运动;横臂5的上下面各固定一对导轮22,导轮22沿着导向柱21滑动,使横臂5只能沿导向柱21上下移动,保证石墨电极7工作在设定的电极极心圆8上;电极夹头6连接在横臂5的一端,并夹紧石墨电极7,横臂5上下运动带动石墨电极7提升和下降;变压器11的输出铜板12经铜软线10分别向导电铜板9和石墨电极7供电;输出铜板12通过支撑架13支撑固定;
升降小车4通过带防滑装置的电极调节减速箱14控制运动速度,电极调节减速箱14输出端装有齿轮15,齿轮15和齿条16啮合,通过齿轮15运动传动给齿条16,强制装在立柱17上与齿条16连接的升降小车4运动,带动横臂5上下运动,由横臂5和电极夹头6运动达到石墨电极7的提升和下降;在齿条16向下作用力的影响下,升降小车4、导向柱22与导轮23的配合,使石墨电极7垂直向下运动,顺利地插入电弧炉中,保证了工艺需求;
配重18通过油丝绳19在滑轮20上滑动,进而带动横臂5、导电铜板9和电极夹头6提升和下降,进而使石墨电极7在导向柱21与导轮22限制下垂直插入炉膛内,并在立柱17上设有的标尺23上反映出石墨电极7位置;升降小车4、横臂5和石墨电极7通过配重18实现平衡,配重18通过油丝绳19和滑轮20安放在立柱17中央,既减轻电极调节减速箱14的负担又减少配重18悬挂所需空间;
三根石墨电极7等分固定在电极极心圆8的同心圆周上工作,石墨电极7插入炉罩3的通孔,置于炉体2与炉罩3紧紧相扣形成的封闭空间内,石墨电极7通过连接在横臂5一端的电极夹头6夹持固定;
通电冶炼时由控制操纵柜24根据在线监测和采集的信息调整控制,用吊车25辅助出装炉完成碳化硼冶炼;控制操纵柜24内配有可编程序控制器以及电弧电压和电流信号变送器;
从整体结构上,将立柱17置于电弧炉炉体为45度角侧,使整体结构紧凑。
本发明的有益效果:
(1)冶炼炉具有新颖的设计结构和外形:封闭的炉体、带封头的炉罩及支撑的二层操作平台,炉体一角的立柱、低处横向出口的烟道使冶炼炉整体结构紧凑合理。
(2)刚性电极升降机构用齿轮齿条传动保证了电极插入的合适位置,满足工艺的要求。
(3)设定的电极极心圆固定不变,使电极输入的功率趋于恒定,硼碳反应的条件稳定充分,有效控制产品硼碳比例及碳化硼相位。
(4)冶炼炉的电路系统采用有载调压首先解决起弧难题,在线监测的电控系统:实施现场网络实时采样,采集的的冶炼炉工况参数可按设定的参数进行调整,有效地保证冶炼先进的工艺的实现,按不同的配方生产出各种品位的碳化硼,解决冶炼作业的随意性,产品质量不易控制的状态,达到能耗低、出品率高、产量稳定的目的。
(5)配用辅助机械的投料和出炉方式可彻底改变现有冶炼炉笨重体力劳动的状态,有效地减轻劳动强度和改善作业条件;封闭的炉体配备合理水循环冷却系统和除尘系统控制烟尘外溢,解决现有碳化硼冶炼污染环境的难题,为创建周边的绿色环境、和谐安全的作业条件奠定基础。
附图说明
图1是封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉剖视图。
图2是封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉K向视图。
图3是封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉J向视图。
图中:1炉车;2炉体;3炉罩;4升降小车;5横臂;6电极夹头;
7石墨电极;8电极极心圆;9导电铜板;10铜软线;11变压器;
12输出铜板;13支撑架;14电极调节减速箱;15齿轮;16齿条;17立柱;
18配重;19油丝绳;20滑轮;21导向柱;22导轮;23标尺;
24控制操纵柜;25吊车。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案,进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例
一种封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉,包括炉车1、炉体2、炉罩3、升降小车4、横臂5、电极夹头6、石墨电极7、电极极心圆8、导电铜板9、铜软线10、变压器11、输出铜板12、支撑架13、电极调节减速箱14、齿轮15、齿条16、立柱17、配重18、油丝绳19、滑轮20、导向柱21、导轮22、标尺23、控制操纵柜24和吊车25;
炉车1用于承载炉体2,炉体2的上盖即为炉罩3,炉体2与炉罩3通过环箍紧紧相扣形成封闭空间,即为冶炼电弧炉;炉罩3上设有炉门、加料口和电极孔,炉门、加料口和电极孔周边用耐温棉毡封口,使冶炼电弧炉为密闭的容器;借助除尘引风机抽取烟尘,使电弧炉炉腔内形成相对于外界的负压,减少碳化硼原料在反应过程中与空气中氧反应的速率,使低温挥发物和反应生成的CO迅速溢出炉料层并排出炉体,保证碳化硼块纯度的提高和危险气体的及时排出;
三根立柱17位于电弧炉外,立柱17上设有连接横臂5的升降小车4和导电铜板9,升降小车4带动横臂5上下运动;横臂5的上下面各固定一对导轮22,导轮22沿着导向柱21滑动,使横臂5只能沿导向柱21上下移动,保证石墨电极7工作在设定的电极极心圆8上;电极夹头6连接在横臂5的一端,并夹紧石墨电极7,横臂5上下运动带动石墨电极7提升和下降;变压器11的输出铜板12经铜软线10分别向导电铜板9和石墨电极7供电;输出铜板12通过支撑架13支撑固定;
升降小车4通过带防滑装置的电极调节减速箱14控制运动速度,电极调节减速箱14输出端装有齿轮15,齿轮15和齿条16啮合,通过齿轮15运动传动给齿条16,强制装在立柱17上与齿条16连接的升降小车4运动,带动横臂5上下运动,由横臂5和电极夹头6运动达到石墨电极7的提升和下降;在齿条16向下作用力的影响下,升降小车4、导向柱22与导轮23的配合,使石墨电极7垂直向下运动,顺利地插入电弧炉中,保证了工艺需求;
配重18通过油丝绳19在滑轮20上滑动,进而带动横臂5、导电铜板9和电极夹头6提升和下降,进而使石墨电极7在导向柱21与导轮22限制下垂直插入炉膛内,并在立柱17上设有的标尺23上反映出石墨电极7位置;升降小车4、横臂5和石墨电极7通过配重18实现平衡,配重18通过油丝绳19和滑轮20安放在立柱17中央,既减轻电极调节减速箱14的负担又减少配重18悬挂所需空间;
三根石墨电极7等分固定在电极极心圆8的同心圆周上工作,石墨电极7插入炉罩3的通孔,置于炉体2与炉罩3紧紧相扣形成的封闭空间内,石墨电极7通过连接在横臂5一端的电极夹头6夹持固定;
通电冶炼时由控制操纵柜24根据在线监测和采集的信息调整控制,用吊车25辅助出装炉完成碳化硼冶炼;控制操纵柜24内配有可编程序控制器以及电弧电压和电流信号变送器;
从整体结构上,将立柱17置于电弧炉炉体为45度角侧,使整体结构紧凑。
炉罩的里侧有一烟气通道与车间外的除尘系统相连,在除尘系统的强力引风作用下,炉罩与炉体形成的空间会产生负压,这样冶炼产生的烟气就会进入除尘系统而不会出现在生产车间,保证了生产环境的洁净;同时烟气中所含的硼酐会在烟道中冷却后被除尘布袋收集,达到降耗的目的。
Claims (1)
1.一种封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉,其特征在于,该封闭式固定极心圆碳化硼冶炼电弧炉包括炉车(1)、炉体(2)、炉罩(3)、升降小车(4)、横臂(5)、电极夹头(6)、石墨电极(7)、电极极心圆(8)、导电铜板(9)、铜软线(10)、变压器(11)、输出铜板(12)、支撑架(13)、电极调节减速箱(14)、齿轮(15)、齿条(16)、立柱(17)、配重(18)、油丝绳(19)、滑轮(20)、导向柱(21)、导轮(22)、标尺(23)、控制操纵柜(24)和吊车(25);
炉车(1)用于承载炉体(2),炉体(2)的上盖即为炉罩(3),炉体(2)与炉罩(3)通过环箍紧紧相扣形成封闭空间,即为冶炼电弧炉;炉罩(3)上设有炉门、加料口和电极孔,炉门、加料口和电极孔周边用耐温棉毡封口,使冶炼电弧炉为密闭的容器;借助除尘引风机抽取烟尘,使电弧炉炉腔内形成相对于外界的负压,减少碳化硼原料在反应过程中与空气中氧反应的速率,使低温挥发物和反应生成的CO迅速溢出炉料层并排出炉体,保证碳化硼块纯度的提高和危险气体的及时排出;
三根立柱(17)位于电弧炉外,立柱(17)上设有连接横臂(5)的升降小车(4)和导电铜板(9),升降小车(4)带动横臂(5)上下运动;横臂(5)的上下面各固定一对导轮(22),导轮(22)沿着导向柱(21)滑动,使横臂(5)只能沿导向柱(21)上下移动,保证石墨电极(7)工作在设定的电极极心圆(8)上;电极夹头(6)连接在横臂(5)的一端,并夹紧石墨电极(7),横臂(5)上下运动带动石墨电极(7)提升和下降;变压器(11)的输出铜板(12)经铜软线(10)分别向导电铜板(9)和石墨电极(7)供电;输出铜板(12)通过支撑架(13)支撑固定;
升降小车(4)通过带防滑装置的电极调节减速箱(14)控制运动速度,电极调节减速箱(14)输出端装有齿轮(15),齿轮(15)和齿条(16)啮合,通过齿轮(15)运动传动给齿条(16),强制装在立柱(17)上与齿条(16)连接的升降小车(4)运动,带动横臂(5)上下运动,由横臂(5)和电极夹头(6)运动达到石墨电极(7)的提升和下降;在齿条(16)向下作用力的影响下,升降小车(4)、导向柱(22)与导轮(23)的配合,使石墨电极(7)垂直向下运动,顺利地插入电弧炉中,保证工艺需求;
配重(18)通过油丝绳(19)在滑轮(20)上滑动,进而带动横臂(5)、导电铜板(9)和电极夹头(6)提升和下降,进而使石墨电极(7)在导向柱(21)与导轮(22)限制下垂直插入炉膛内,并在立柱(17)上设有的标尺(23)上反映出石墨电极(7)位置;升降小车(4)、横臂(5)和石墨电极(7)通过配重(18)实现平衡,配重(18)通过油丝绳(19)和滑轮(20)安放在立柱(17)中央,既减轻电极调节减速箱(14)的负担又减少配重(18)悬挂所需空间;
三根石墨电极(7)等分固定在电极极心圆(8)的同心圆周上工作,石墨电极(7)插入炉罩(3)的通孔,置于炉体(2)与炉罩(3)紧紧相扣形成的封闭空间内,石墨电极(7)通过连接在横臂(5)一端的电极夹头(6)夹持固定;
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170322 |