CN107218800B - 一种直流电弧炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流电弧炉，主要由：炉体（1）和炉盖（2）两部分组成，炉体（1）为圆筒状结构，其底部设有环形电极（3），环形电极（3）由金属电极（31）和耐火电极（32）两部分；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，炉底采用环形电极中间设有极芯绝缘杜绝了传统直流电弧炉炉底极芯炽热的缺点。

Description

一种直流电弧炉
技术领域
本发明属于冶炼设备领域，涉及一种直流电弧炉。
背景技术
用直流电源供给电能的炼钢电弧炉。它与交流电弧炉一样，利用电极和炉料(或熔池)间产生的电弧来发热，从而达到熔炼的目的，可用来熔炼钢或合金。直流电弧炉相对交流电弧炉具有电流和电压波动小、对电网的冲击减少，电缆寿命随之延长、电极损耗少，吨钢电极消耗比交流电弧炉少50%。但是传统的直流电弧炉炉底电极极芯炙热损坏严重的现象一直未能解决，其次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直流电弧炉，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，中间部位留有电极插入孔，对应电极插入孔位置设有石墨电极4；炉体1为圆筒状结构，其底部设有环形电极3，环形电极3由金属电极31和耐火电极32两部分，金属电极31采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在一环形铜板上组成，叉状电极的长度为炉底厚度的2/3，环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，然后在环形电极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，在环形电极3中间形成一极芯绝缘5，极芯绝缘5的直径为石墨电极4直径的2~2.5倍；环形电极3面积为炉底总面积的1/2；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。
环形电极3连接系统直流电源正极，石墨电极4连接系统直流电源负极。
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、环形电极，4、石墨电极，5、极芯绝缘，6、绝缘耐火材料，7、耐火砖，8、溶液溢出口，9、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
本发明一种直流电弧炉，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，中间部位留有电极插入孔，对应电极插入孔位置设有石墨电极4；炉体1为圆筒状结构，其底部设有环形电极3，环形电极3由金属电极31和耐火电极32两部分，金属电极31采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在一环形铜板上组成，叉状电极的长度为炉底厚度的2/3，环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，然后在环形电极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，在环形电极3中间形成一极芯绝缘5，极芯绝缘5的直径为石墨电极4直径的2~2.5倍；环形电极3面积为炉底总面积的1/2；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；在溶液溢出口8的顶部内侧设有测温装置81。
环形电极3连接系统直流电源正极，石墨电极4连接系统直流电源负极。
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，炉底采用环形电极中间设有极芯绝缘杜绝了传统直流电弧炉炉底极芯炽热的缺点。

Claims (5)

1.一种直流电弧炉，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），中间部位留有电极插入孔，对应电极插入孔位置设有石墨电极（4）；其特征在于：炉体（1）为圆筒状结构，其底部设有环形电极（3），环形电极（3）由金属电极（31）和耐火电极（32）两部分，金属电极（31）采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在一环形铜板上组成，叉状电极的长度为炉底厚度的2/3，环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，然后在环形电极（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，在环形电极（3）中间形成一极芯绝缘（5），极芯绝缘（5）的直径为石墨电极（4）直径的2~2.5倍；环形电极（3）面积为炉底总面积的1/2；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，一种直流电弧炉，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；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。
3.根据权利要求1所述，一种直流电弧炉，其特征在于：所述环形电极（3）连接系统直流电源正极，石墨电极（4）连接系统直流电源负极。
4.根据权利要求1所述，一种直流电弧炉，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，一种直流电弧炉，其特征在于：所述炉体（1）下部侧壁上设有残液排出口（9）。
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