CN107062900B - 一种交流电弧熔炼炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交流电弧熔炼炉，主要由炉体（1）和炉盖（2）两部分组成，炉盖（2）位于炉体（1）顶部，设有原料入口（21）和辅料入口（22）；炉体（1）为圆筒状结构，其底部设有三相交流电极（3），三相交流电极（3）为三个扇形结构围成的一圆环状，采用本发明冶炼石英石、玄武岩、高炉矿渣、白云石、石灰石等具有能耗低、无污染易操作的特点，同时由于本发明采用炉底溢渣工艺操作，减少加料时对电弧炉耐材的冲刷，保证了耐材连续使用寿命。

Description

一种交流电弧熔炼炉
技术领域
本发明属于冶炼设备领域，涉及一种交流电弧熔炼炉。
背景技术
生产岩棉、玻璃等产品需要对石英石、玄武岩、高炉矿渣、白云石、石灰石等经高温熔融后加工生成，由于其材料导电性能原因，传统的工艺采用燃气炉等火焰加热甚至采用焦炭加热方式的冲天炉进行加热熔炼，其能耗大污染严重，熔炼操作不易掌握。目前国内企业大多采用电弧炉炼钢方式，电弧炉简称EAF炼钢是以电能作为热源的炼钢方法，它是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助电弧辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属炉料和炉渣，冶炼出各种成分合格的钢和合金的一种炼钢方法。传统的炼钢电弧炉采用的是其使用的电极一般为石墨电极或碳素电极，在电极与炉料之间产生电弧进而升高温度将矿石等熔化，然而上述原料电导率较低引弧性能差，不能直接应用于冶炼上述原料。另外，传统的电弧炉操作按照炉次进行冶炼，冷热料的频繁变化以及加料期间对炉料耐材产生严重的寿命影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种交流电弧熔炼炉，主要由：主要由炉体1和炉盖2两部分组成，炉盖2位于炉体1顶部，设有原料入口21和辅料入口22；炉体1为圆筒状结构，其底部设有三相交流电极3，三相交流电极3为三个扇形结构围成的一圆环状，三相之间由绝缘耐火材料6进行绝缘间隔，三相交流电极3的每个电极分别由金属电极31和耐火电极32两部分组成，金属电极31采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在扇形铜板上组成，叉状电极的长度为炉底厚度的2/3，扇形铜板部分外露在炉体1外部；定位金属电极31后首先用绝缘耐火材料6分层捣固至炉底部分总厚度的1/3，然后在三相交流电极3位置采用导电耐火材料继续分层捣固，其余部分继续用绝缘耐火材料6分层捣固完成；炉体1侧面设有溶液溢出口8，溶液溢出口8由炉底侧面引出并向上方至炉体高度的1/5处排出炉外；溶液溢出口8的顶部内侧设有测温装置81。
三相交流电极3分别连接系统电源A\B\C三相电炉变低压侧。
所述耐火电极32为导电的镁碳质复合捣打材料，碳化后的电阻率≤3×10-4Ω·m，体积密度≥2.8g/cm3，耐压强度≥20Mpa；极芯绝缘5和绝缘耐火材料6为绝缘的镁钙质复合捣打材料。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述；
附图1 所示为本发明系统结构示意图
附图2 所示为本发明电弧炉炉底部分俯视图
图中标注说明
1、炉体，2、炉盖，3、三相交流电极，5、极芯绝缘，6、绝缘耐火材料，7、耐火砖，8、溶液溢出口，残液排出口，21、原料入口，22、辅料入口，31、金属电极，32、耐火电极，81、测温装置。
具体实施方式
本发明一种交流电弧熔炼炉，主要由：主要由炉体1和炉盖2两部分组成，炉盖2位于炉体1顶部，设有原料入口21和辅料入口22；炉体1为圆筒状结构，其底部设有三相交流电极3，三相交流电极3为三个扇形结构围成的一圆环状，三相之间由绝缘耐火材料6进行绝缘间隔，三相交流电极3的每个电极分别由金属电极31和耐火电极32两部分组成，金属电极31采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在扇形铜板上组成，叉状电极的长度为炉底厚度的2/3，扇形铜板部分外露在炉体1外部；定位金属电极31后首先用绝缘耐火材料6分层捣固至炉底部分总厚度的1/3，然后在三相交流电极3位置采用导电耐火材料继续分层捣固，其余部分继续用绝缘耐火材料6分层捣固完成；炉体1侧面设有溶液溢出口8，溶液溢出口8由炉底侧面引出并向上方至炉体高度的1/5处排出炉外；溶液溢出口8的顶部内侧设有测温装置81。
三相交流电极3分别连接电炉变低压侧电源A\B\C三相。通电后在炉体内部形成固定方向的旋转磁场，在冶炼过程中同时起到对炉内电磁搅拌的作用。
所述耐火电极32为导电的镁碳质复合捣打材料，碳化后的电阻率≤3×10-4Ω·m，体积密度≥2.8g/cm3，耐压强度≥20Mpa；极芯绝缘5和绝缘耐火材料6为绝缘的镁钙质复合捣打材料。
通过测温装置81实时监测溶液溢出口8内溶液温度，在温度达到预设温度前，保持电弧炉炉内液面低于溶液溢出口8，并加大电流进行冶炼，当在温度达到预设温度后，开始向原料入口21补充原料，使高温熔融液体通过溶液溢出口8溢出；并在补充原料的同时由辅料入口22加入辅料，通过调整电弧炉冶炼电流，控制原料的补充量和辅料的添加，使高温熔融液体通过溶液溢出口8不断流出。在炉体1下部侧壁上设有残液排出口9，当需要较长时间停炉或要对电弧炉检修时，需要打开残液排出口9排除炉体内部残液，以防冷却凝固；检修完成后采用耐火泥封堵残液排出口9。
采用本发明冶炼石英石、玄武岩、高炉矿渣、白云石、石灰石等具有能耗低、无污染易操作的特点，同时减少加料时对电弧炉耐材的冲刷，保证了耐材连续使用寿命。

Claims (5)

1.一种交流电弧熔炼炉，主要由：炉体（1）和炉盖（2）两部分组成，其特征在于：炉盖（2）位于炉体（1）顶部，设有原料入口（21）和辅料入口（22）；炉体（1）为圆筒状结构，其底部设有三相交流电极（3），三相交流电极（3）为三个扇形结构围成的一圆环状，三相之间由绝缘耐火材料（6）进行绝缘间隔，三相交流电极（3）的每个电极分别由金属电极（31）和耐火电极（32）两部分组成，金属电极（31）采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在扇形铜板上组成，叉状电极的长度为炉底厚度的2/3，扇形铜板部分外露在炉体（1）外部；定位金属电极（31）后首先用绝缘耐火材料（6）分层捣固至炉底部分总厚度的1/3，然后在三相交流电极（3）位置采用导电耐火材料继续分层捣固，其余部分继续用绝缘耐火材料（6）分层捣固完成；炉体（1）侧面设有溶液溢出口（8），溶液溢出口（8）由炉底侧面引出并向上方至炉体高度的1/5处排出炉外；溶液溢出口（8）的顶部内侧设有测温装置（81）。
2.根据权利要求1所述的一种交流电弧熔炼炉，其特征在于：所述三相交流电极（3）分别连接电炉变低压侧电源A\B\C三相。通电后在炉体内部形成固定方向的旋转磁场，在冶炼过程中同时起到对炉内电磁搅拌的作用。
3.根据权利要求1所述的一种交流电弧熔炼炉，其特征在于：所述耐火电极（32）为导电的镁碳质复合捣打材料，碳化后的电阻率≤3×10-4Ω·m，体积密度≥2.8g/cm3，耐压强度≥20Mpa；绝缘耐火材料（6）为绝缘的镁钙质复合捣打材料。
4.根据权利要求1所述的一种交流电弧熔炼炉，其特征在于：通过测温装置（81）实时监测溶液溢出口（8）内溶液温度，在温度达到预设温度前，保持电弧炉炉内液面低于溶液溢出口（8），并加大电流进行冶炼，当在温度达到预设温度后，开始向原料入口（21）补充原料，使高温熔融液体通过溶液溢出口（8）溢出；并在补充原料的同时由辅料入口（22）加入辅料，通过调整电弧炉冶炼电流，控制原料的补充量和辅料的添加，使高温熔融液体通过溶液溢出口（8）不断流出。
5.根据权利要求1所述的一种交流电弧熔炼炉，其特征在于：在炉体（1）下部侧壁上设有残液排出口（9），当需要较长时间停炉或要对电弧炉检修时，需要打开残液排出口（9）排除炉体内部残液，以防冷却凝固；检修完成后采用耐火泥封堵残液排出口（9）。
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