CN110081702B - 一种抑制直流电弧炉偏弧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制直流电弧炉偏弧方法，属于固废处理、冶金领域，采用直流电弧炉熔炼导电性差或不导电炉料时，通过电弧炉炉盖上增设的加料点向电弧炉炉膛内的阳极熔池添加炉料，并控制加料点的炉料加入量来调整阴极电极在阳极熔池内的电弧导通路径的阻抗值。本发明利用炉料导电性差的特性，并通过调整加料点的加料量来增大电弧偏弧处熔池的阻抗值，让电弧回路会自动沿着阻抗值小的炉中心路径导通，如同炉料挤压电弧向电炉中心移动，从而起到抑制偏弧的作用。该方法成本经济，操作简单，既能抑制偏弧和保护炉衬，又能改善炉内因加热不均引起化料不均现象。

Description

一种抑制直流电弧炉偏弧方法

技术领域

本发明属于固废处理、冶金技术领域，具体涉及一种抑制直流电弧炉偏弧方法。

背景技术

直流电弧炉以其特有的直流电弧加热特性，目前在固废危废处理、固废资源化利用中逐渐得到应用，特别是采用直流电弧加热技术对灰渣的玻璃化处理工艺，已在推广应用。直流电弧炉基本的结构是炉体底部为阳极，炉体上部为阴极。在炉膛内，阴极和阳极之间产生电弧，理想状态下，电弧是竖直的。但受电炉短网结构和布置方式的影响，短网会对炉内电弧产生不对称电磁力作用，使得炉内电弧向特定方向偏离，产生偏弧现象。偏弧会导致炉内加热不均匀，熔池面炉料熔化速度不均；偏弧对炉衬也有明显危害，靠近偏弧方向的炉墙受到更强的电弧辐射，此处炉衬更容易损坏。直流炉容量越大，偏弧现象越明显。在直流电弧炉的短流程炼钢领域，有采用在电炉底部或旁边设置额外电磁场来抑制偏弧的方法，这种方法需要精确和复杂的电磁场计算。在固废处理行业，直流炉容量相对小，还未有抑制偏弧的措施。

发明内容

为解决直流电弧炉在固废处理应用中，特别是使用直流电弧炉熔炼导电性差或不导电炉料时产生的偏弧问题，本发明提供了一种抑制直流电弧炉偏弧的方法，该方法可抑制炉内电弧偏弧。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种抑制直流电弧炉偏弧方法，采用直流电弧炉熔炼导电性差或不导电炉料时，通过电弧炉炉盖上增设的加料点向电弧炉炉膛内的阳极熔池添加炉料，并控制加料点的炉料加入量来调整阴极电极在阳极熔池内的电弧导通路径的阻抗值，从而挤压电弧向阻抗值相对小的电炉中心移动，从而达到抑制电弧偏弧的效果。

进一步，在电弧炉炉体底部中心设置阳极，以在电弧炉炉衬内形成阳极熔池；阴极电极设置在电弧炉炉体上部并由电弧炉炉盖中心插入阳极熔池内。

进一步，所述加料点的孔型设置为十字型孔、腰型孔或梅花型孔中的一种或多种。

进一步，所述加料点设置为一个，并位于电弧偏弧方向的延伸轴线上。

进一步，所述加料点设置为多个，并在电弧偏弧方向上呈扇形分布。

进一步，所述加料点设置为多个，并以阴极电极为中心设置一个或多个同心圆。

进一步，靠近电弧偏弧的加料点加料量要大于远离电弧偏弧的加料点加料量。

进一步，面对电弧偏弧的加料点加料量要大于背离电弧偏弧的加料点加料量。

本发明的优点在于：本发明的抑制偏弧方法与炉内加料操作结合到了一起，既能抑制电弧偏弧，又能改善炉内因加热不均导致化料不均的现象，同时对保护炉衬，提高炉衬寿命有明显帮助。该方法成本经济，且操作简单。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1是本发明一个加料点方案图；

附图标记：1—炉衬、2—阳极熔池、3—阴极电极、4—电弧、5—加料点；

图2是本发明加料点孔型的一个实施例图；

图3是本发明加料点孔型的另一个实施例图；

图4是本发明多个加料点方案图；

附图标记：1—炉衬、2—阳极熔池、3—阴极电极、4—电弧、5—a加料点、6—b加料点、7—c加料点、8—d加料点、9—e加料点、10—f加料点。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1，一种抑制直流电弧炉偏弧方法，直流电弧炉采用单个加料点熔炼导电性差或不导电炉料。炉衬1形成炉膛，阴极电极3位于炉子中心，并从炉盖竖直插入炉膛，与阳极熔池2产生电弧4，电弧4在短网电磁力作用下向远离炉中心的方向发生偏弧。加料点5是炉盖上设置的单个加料点，其位置设在正对电弧偏弧的方向上。熔炼过程中，根据电弧偏弧情况，增大加料点5不导电炉料的加料量，从而增大炉内电弧偏弧部位的熔池阻抗值，电弧4的导电回路会自动沿着附近阻抗值最小的炉中心路径导通，即电弧4会自动向炉子中心移动，如同炉料挤压电弧4向炉中心移动，进而抑制和改善偏弧。

在本实施例中的加料点5的孔型通常为圆形状，也可设置为十字型孔(如图2所示)，这样，可根据电弧偏弧的长度或幅度调整加料点的加料范围，以使得加料点扩大沿炉盖径向和周向上的加料范围。当然在不同实施例中，还可以设置为腰型孔(如图3所示)，或梅花型孔。

参照图4，一种抑制直流电弧炉偏弧方法，直流电弧炉采用多点加料熔炼导电性差或不导电炉料。炉衬1形成炉膛，阴极电极3位于炉子中心，并从炉盖上竖直插入炉膛，与阳极熔池2产生电弧4，电弧4在短网电磁力作用下向远离炉中心的方向发生偏弧。a加料点5、b加料点6、c加料点7是炉盖上设置的内圈加料点，d加料点8、e加料点9、f加料点10 是炉盖上设置的外圈加料点，这些加料点设置在炉盖上，并处在以阴极电极3为圆心的两个同心圆上。熔炼过程中，根据电弧偏弧情况，增大靠近偏弧方向的a加料点5、c加料点7、 f加料点10的加料量，可增大偏弧部位的熔池阻抗值，电弧4的导电回路自动沿着附近阻抗值最小炉中心路径导通，即电弧4会自动向炉子中心移动，进而实现抑制和改善偏弧。

在本实施例中靠近偏弧方向的加料点加料量要增大，远离偏弧方向的加料点加料量要减少或不变，和/或面对电弧偏弧的加料点加料量要大于背离电弧偏弧的加料点加料量，以实现抑制电弧偏弧。

本实施例的多个加料点的布局形式并不是唯一结构，只要是再炉盖上设置加料点，并通过与炉内加料操作相结合的方式实施的抑制电弧偏弧的结构均属于本申请的保护范围，如多个加料点在电弧偏弧方向上呈扇形分布，也能实现抑制和改善偏弧的目的。

上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，采用直流电弧炉熔炼导电性差或不导电炉料时，通过电弧炉炉盖上增设的加料点(5)向电弧炉炉膛内的阳极熔池(2)添加炉料，并控制加料点的炉料加入量来调整阴极电极(3)在阳极熔池内的电弧(4)导通路径的阻抗值。

2.根据权利要求1所述的抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，在电弧炉炉体底部中心设置阳极，以在电弧炉炉衬内形成阳极熔池；阴极电极设置在电弧炉炉体上部并由电弧炉炉盖中心插入阳极熔池内。

3.根据权利要求1所述的抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，所述加料点的孔型设置为十字型孔、腰型孔或梅花型孔中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，所述加料点设置为一个，并位于电弧偏弧方向的延伸轴线上。

5.根据权利要求1-3任一项所述的抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，所述加料点设置为多个，并在电弧偏弧方向上呈扇形分布。

6.根据权利要求5所述的抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，靠近电弧偏弧的加料点加料量要大于远离电弧偏弧的加料点加料量。

7.根据权利要求1-3任一项所述的抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，所述加料点设置为多个，并以阴极电极为中心设置一个或多个同心圆。

8.根据权利要求7所述的抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，靠近电弧偏弧的加料点加料量要大于远离电弧偏弧的加料点加料量。

9.根据权利要求7所述的抑制直流电弧炉偏弧方法，其特征在于，面对电弧偏弧的加料点加料量要大于背离电弧偏弧的加料点加料量。

Images