CN1839290A - 作为用于电热渣熔炼炉的替换底部的电极布置 - Google Patents

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Abstract

一种电极布置，使用了与侧壁接触件(7)一起使用的垂直定向的电极(4)，所述侧壁接触件(7)用于电热熔炼炉(1)，用于铝的制造。侧壁接触件(7)径向可移动到炉(1)中以补偿接触件上的耗损。侧壁接触件(7)可以是中空的以允许渣形成料被供给到炉(1)中。

Description

作为用于电热渣熔炼炉的替换底部的电极布置
技术领域
本发明涉及用于电热渣熔炼炉的电极布置，具体而言，涉及用于通过碳高温还原方法生产铝的炉。
背景技术
在电热渣熔炼炉中，电极垂直定向并通过炉的顶部，插入熔融渣中。电极被提供给交流电以通过电阻加热来加热渣。通常，三个垂直的电极用在电热渣熔炼炉中。为了允许电流流经所述渣，炉子的底部炉衬可导电，并构成用于电流的零点。这种炉子的一个示例在美国专利No.6440193中公开。此专利涉及铝的碳高温还原制造的方法和反应器，其中三氧化二铝(Al2O3)和碳化铝(Al4C3)的熔融渣池在单独的室中制造。
已经发现，在电热熔炼炉中使用可导电的底部炉衬具有多个缺点。底部炉衬的缺点之一是：由于底部衬底上的高耗损，减小了底部炉衬的寿命，以及对底部炉衬的修复和替换是经常的。底部炉衬上的高耗损是由于底部炉衬所承受的高温引起的，因为底部炉衬是流经炉的渣的电流的零点。对于导电底部炉衬的另一个主要缺点在于当炉子关闭时，由于在关闭的过程中渣的固化或者冻结，重启炉子困难。相应地，需要一种电热熔炼炉，所述电热熔炼炉具有电极布置，所述电极布置作为电接触件替换底部炉衬。
发明内容
本发明的主要的目的在于提供一种改进的电极布置，所述电极布置用于电热熔炼炉中，消除了现有技术中的多个问题。
已经发现位于炉的侧壁中的一个或者多个接触件可以用作炉中的电流的零点，由此作为电接触件替换炉子的底部炉衬。使用侧壁接触件比使用炉的底部作为接触表面提供了多个优点。
宽泛地，本发明可以限定为一种用于电渣熔炼炉的电极布置，所述电极布置具有被供给电流且浸入液体渣池中的垂直电极，所述电极布置的特征在于炉子具有一个或者多个侧壁接触件，侧壁接触件通过炉子的侧壁延伸到炉内部。当具有多于一个的侧壁接触件时，侧壁接触件都彼此电连接。相互电连接每个侧壁接触件的目的是使每个侧壁接触件处于用于电流的相同零点上。
优选地，当具有多于一个的侧壁接触件时，所有的侧壁接触件围绕炉侧壁的圆周均匀地间隔开。更为优选地，具有至少三个侧壁接触件，所述侧壁接触件围绕炉侧壁的圆周均匀地间隔开。
优选地，侧壁接触件是在操作的过程中在炉中消耗并从炉之外可替换的碳体。优选地，在炉的侧壁中具有开口以允许侧壁接触件进入炉中。每个开口设有用于在侧壁和侧壁接触件之间保持气密和液密密封的密封装置。优选地，密封装置允许接触件径向运动到炉内部，以补偿耗损或者侧壁接触件的消耗。优选地，炉设有用于将每个侧壁接触件径向移动到炉中以补偿侧壁接触件上的耗损的移动装置。优选地，每个侧壁接触件设有移动装置，每个侧壁接触件可以独立于其它侧壁接触件移动以在炉中提供用于侧壁接触件的单独的调节。
密封装置也与侧壁电绝缘。
在本发明另一实施例中，一个或者多个侧壁接触件是中空的，并设有用于通过中空接触件供料或渣形成成分同时防止渣流经接触件中的孔的装置。
如本发明的电极布置中理解那样，侧壁接触件相互电连接，并在炉中构成用于电流的零点。侧壁接触件上的耗损可以通过时常径向向内移动侧壁接触件而被补偿。
由于本发明的电极布置，炉底炉衬不需要可导电，并且炉衬因此可以设计承受液体渣和存在于炉中的高温。这意味着用于形成炉底炉衬的材料可以只基于其承受高温和液体渣的能力。这样，本发明就可以使用用于底部炉衬的材料，冻结的渣的底层形成在所述底部炉衬上。在底部炉衬上形成的冻结渣可以通过使用良好热传导材料以及将底部进行外部冷却来实现。此外，使用不导电的底部炉衬指的是底部炉衬不需要与炉的剩余部分电绝缘。
优选地，本发明的炉设有出渣口，所述出渣口在低于侧壁接触件的水平上放置在炉的侧壁中。这允许渣从炉流到侧壁接触件的水平之下，这样使得其更容易重启炉子。
附图说明
本发明的这些和其它方面可以通过参照下面的一个或者多个附图而完全理解：
图1是根据本发明设有侧壁接触件的渣熔炼炉的垂直剖视图；
图2是沿着图1的A-A的水平视图；及
图3是与图2所示相似的本发明的所述炉的水平视图，除了侧壁接触件是中空的之外。
具体实施方式
在图1中，熔炼炉1具有炉槽(furnace pot)，所述炉盘具有侧壁2和底部或者底部炉衬3。底部炉衬3优选地包括电绝缘耐熔材料。炉1设有三个传统的垂直碳电极4。电极4设有保持件和滑动装置5，以允许电极和电流夹具6垂直运动以便将将来自电源(未示出)的电流以传统的方式提供至电极4。
四个水平侧壁接触件7通过炉1的侧壁2中的开口8，从而侧壁接触件7延伸到炉1的内部17中。侧壁接触件7通过电导体9相互电连接。侧壁接触件和它们的电导体9接地以为电流提供零点，但是它们没有连接到电源。每个侧壁接触件7具有防止液体渣通过开口8逃逸的密封装置10。密封装置10也将侧壁2与侧壁接触件7电绝缘，并允许侧壁接触件7水平运动到炉1中。这样的密封装置是传统的，并典型地被用于用在炉的侧壁中的电极。
出渣口11安置在炉1的侧壁2中，以允许熔融的渣从炉1移除到低于侧壁接触件7的高度的水平。此出渣口是传统的，并以传统的方式操作。
为了调整侧壁接触件7延伸到炉1中的深度，移动装置12与每个侧壁接触件7一起使用。移动装置12将接触件7移动到炉中。移动装置12是传统的，并可以用传统的方式来操作。
侧壁接触件7优选地是传统的碳体，所述碳体在熔炼工业中使用以在熔炼炉中导电。当侧壁接触件7在炉1内损耗时，移动装置12将接触件7移动到炉1中。如图1所示的另外的碳体7A连接到侧壁接触件7的端部，所述端部延伸到炉之外，以连续地将侧壁接触件7供给到炉中。这样的碳体是传统的，如同将多个碳体彼此连接的装置是传统的一样。
一个或者多个侧壁接触件7可以是中空的。图3与图2相似，除了下述的事实之外：接触件13是中空的并具有用于将渣形成成分通过开口15供给到炉1的装置14。中空侧壁接触件13的使用允许料(charge)或者渣形成材料被供给到炉1。炉1的侧壁2中用于将料供给到炉1的开口15的使用是用传统的设备以传统的方式操作。

Claims (9)

1、一种用于电渣熔炼炉的电极布置，所述炉包括限定炉内部的底壁和至少一个侧壁，所述炉具有用于供给交流电的垂直电极，所述垂直电极用于浸入液体渣池中，所述电极布置的特征在于所述炉具有通过所述炉的侧壁延伸到炉内部的至少一个侧壁接触件。
2、根据权利要求1所述的电极布置，其特征在于两个或更多个侧壁接触件和全部侧壁接触件相互电连接。
3、根据权利要求1所述的电极布置，其特征在于至少三个侧壁接触件绕炉侧壁沿圆周均匀地间隔开。
4、根据权利要求1所述的电极布置，其特征在于所述侧壁接触件是插入到所述炉的侧壁中的密封开口内的碳体。
5、根据权利要求1所述的电极布置，其特征在于每个侧壁接触件设有用于将侧壁接触件径向地移动到所述炉中以补偿侧壁接触件的耗损的装置。
6、根据权利要求1所述的电极布置，其特征在于所述侧壁接触件是中空的，并具有用于通过中空接触件供给渣形成成分的装置。
7、一种用于在电渣熔炼炉中加热大量的渣的方法，所述炉包括限定炉内部的底壁和至少一个侧壁，在所述内部之上的多个垂直电极，和延伸到所述内部中的至少一个侧壁接触件，所述方法包括使来自所述垂直电极中的至少一个垂直电极的交流电通过所述内部中的大量的渣并到所述侧壁接触件中的至少一个侧壁接触件。
8、根据权利要求7所述的方法，其中所述侧壁接触件中的至少一个侧壁接触件是中空的并且限定开口，所述方法进一步包括将渣形成成分通过所述开口供给到所述炉内部中。
9、根据权利要求7所述的方法，其中所述底部包括炉衬，所述炉衬包括电绝缘耐熔材料。
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