CN206430572U - 三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；所有的所述高品质挤压石墨电极从电石炉的炉盖顶部穿进炉内，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功，扩大炉内的高温熔化区和还原反应生产电石液体的区域，覆盖区相互交叉重叠贯通，电石液体极易排出，极大节约电能和电极消耗，彻底杜绝导电电极因产品质量问题引起的安全事故。

Description

三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统

技术领域：

本实用新型涉及一种石墨电极应用大容量电石埋弧炉冶炼方法，特别是涉及一种三相多根石墨电极布局大容量电石炉送电冶炼系统。

背景技术：

目前电石冶炼行业还大部分采用自焙电极供电方式，自焙电极电极糊属炭素初级产品。按照国家节能减排政策导向，此生产工艺应属控制发展模式，自焙电极在生产中会出现软断、流油、偏析、硬断、裂纹、掉块、过烧、悬料等事故，尤其是软断和流油能引起火灾和爆炸，直接威胁操作人员和设备安全。过去由于挤压优质大规格φ600～φ800mm石墨电极因工艺技术复杂造成价格昂贵，大家只想推动采用低端大直径炭素电极φ1020～φ1400mm应用在高效率、大容量20000KVA～40000KVA电石炉上应用。现在国内采用30MN以上大型挤压机、大型LWG串接石墨化和机加工系统生产得高品质φ600～φ800mm石墨电极技术已不受限制，且价格适中。该种电极相对于其它电极所具有结构均匀、导电性好、高密高强、承受电流密度高、低灰分等性能优点。若能采用三相六根或三相多根挤压φ600～φ800mm高品质挤压石墨电极在大型电石炉上应用，不但会彻底杜绝因产品质量问题引起的安全责任事故，也能满足电石冶炼向大容量、高效、节能减排、安全环保方向发展。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、通电截面增大、极大节约电能和电极消耗、导电性能好且安全性高的三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统。

本实用新型的技术方案是：

一种三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，包括电石炉，所述电石炉上设置有炉盖，其特征是：变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少两组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；根据电石炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，所有的所述高品质挤压石墨电极从电石炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功，扩大炉内的高温熔化区和还原反应生产电石液体的区域，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，电石液体极易排出，极大节约电能和电极消耗。

所述高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点是精选原料、压型工艺和石墨化工艺，所述压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；所述石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm²的大型LWG串接石墨化生产方法。

所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅰ的产品技术指标为：电阻率7～9µΩ·m，体积密度1.62～1.70 g/cm³，抗折强度6～9 MPa，弹性模量6～10 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.5～2.4×10^-6/℃，灰分≤0.3%，允许电流密度＜12 A/cm²；或者，所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅱ的产品技术指标为：电阻率5～7µΩ·m，体积密度1.70～1.77 g/cm³，抗折强度9～14 MPa，弹性模量8～14 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.2～2.0×10^-6/℃，灰分≤0.15%，允许电流密度＜20 A/cm²；所述电石炉容量为20000～30000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600～φ700mm且数量为6根；所述电石炉容量为30000～40000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ700～φ800mm且数量为6根；所述电石炉容量为40000～60000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600～φ800mm且数量为9根。

所述变压器二次侧三相接线端的每一相分为两根、三根、四根或五根相互并联的电极接线端，所述电石炉的炉内形状是圆形、四边形或边数大于四的多边形。

三相六根石墨电极分别位于两个大小不同的正三角形的顶点上，并且，小的正三角形的顶点位于大的正三角形的三边中点上，或者，三相六根石墨电极沿圆周均布且间位于两个正三角形的顶点上；三相九根石墨电极沿圆周均布且间位于三个正三角形的顶点上，或者，三相九根石墨电极采用两个相互交接的等圆设置，其中一个圆上均布有六个石墨电极；三相十二根石墨电极采用三个相互交接的等圆设置，每一个圆上均布有六个石墨电极。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型由于采用多根高品质挤压石墨电极的电炉送电结构，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产电石液体的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，电石液体极易排出，能极大节约电能和电极消耗，并保护电炉在较长时间内稳定、高产、低耗，大幅度提高经济效益。

2、本实用新型因采用高品质挤压石墨电极，抗折强度高，联接导电性能好等优点，还有极易采用自动化调节电极在炉内的各种供电参数变化，有效避免塌料事故发生，可彻底杜绝因产品质量造成的安全生产事故。

3、本实用新型高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点：精选原料、压型工艺和石墨化工艺。压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm²的大型LWG串接石墨化生产方法，因而高品质挤压石墨电极相对于其它电极所具有结构均匀、导电性好、高密高强、承受电流密度高、低灰分等性能优点。

4、本实用新型根据电石炉容量来选择高品质挤压石墨电极的直径和数量，既能充分利用高品质挤压石墨电极的功效，又能节约能耗。

5、本实用新型采用三相六根或三相多根挤压φ600～φ800mm高品质挤压石墨电极在大型电石炉上应用，不但会彻底杜绝因产品质量产生的折断、开裂、掉块、氧化等安全责任事故，也能满足电石冶炼向大容量、高效低能耗、节能减排方向发展，其适用范围广，易于推广实施，经济效益明显。

附图说明：

图1为本实用新型三相六根挤压大规格石墨电极平面布置结构图之一；

图2为本实用新型三相六根挤压大规格石墨电极平面布置结构图之二；

图3为本实用新型三相九根挤压大规格石墨电极平面布置结构图之一；

图4为本实用新型三相九根挤压大规格石墨电极平面布置结构图之二；

图5为本实用新型三相十二根挤压大规格石墨电极平面布置结构图。

具体实施方式：

实施例：参见图1—图5，图中， A、B，C代表变压器的三相，A1-A4代表A相的不同石墨电极，B1-B4代表B相的不同石墨电极，C1-C4代表C相的不同石墨电极。

三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，其技术方案是：

a、将变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一电极接线端分别与一个高品质挤压石墨电极（简称石墨电极）连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少两组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；

b、根据电石炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，将所有的高品质挤压石墨电极从电石炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；

c、三相多根高品质挤压石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功，扩大炉内的高温熔化区和还原反应生产电石液体的区域，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，电石液体极易排出，极大节约电能和电极消耗。

高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点是精选原料、压型工艺和石墨化工艺，压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；所述石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm²的大型LWG串接石墨化生产方法。

变压器二次侧三相接线端的每一相分为两根、三根、四根或五根相互并联的电极接线端，电石炉的炉内形状是圆形、四边形或边数大于四的多边形。

三相六根石墨电极分别位于两个大小不同的正三角形的顶点上，并且，小的正三角形的顶点位于大的正三角形的三边中点上，或者，三相六根石墨电极沿圆周均布且间位于两个正三角形的顶点上；三相九根石墨电极沿圆周均布且间位于三个正三角形的顶点上，或者，三相九根石墨电极采用两个相互交接的等圆设置，其中一个圆上均布有六个石墨电极；三相十二根石墨电极采用三个相互交接的等圆设置，每一个圆上均布有六个石墨电极。

本实用新型三相多根高品质挤压石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功，扩大炉内的高温熔化区和还原反应生产电石液体的区域，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，电石液体极易排出，极大节约电能和电极消耗，并保护电石炉在较长时间内稳定、高产、低耗，大幅度提高经济效益。

电石炉采用不同电极供电方式单耗、电耗比较表如表1所示：

表1

电石炉容量与本实用新型石墨电极直径及数量的对应关系如表2所示：

表2

工业硅矿热炉（KVA）	20000～30000	30000～40000	40000～60000
				本实用新型石墨电极（mm）	Φ600～φ700/6根	Φ700～φ800/6根	Φ600～φ800/9根

本实用新型高品质挤压石墨电极（GHP）的产品技术指标如表3所示：

表3

对原有企业，供电用变压器不变时，可采用炉用变压器二次侧三相接线端一相分两根、三根或四根并联接线端，联接炉内三相6根、9根或12根石墨电极呈等边三角形导电回路平面布局，使三相多根石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功。

对新建电石矿热炉，新上供电用变压器也可设计为二次接线端相同极性的分为两组、三组或四组，联接炉内三相6根、9根或12根石墨电极呈等边三角形导电回路平面布局，使三相多根石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，包括电石炉，所述电石炉上设置有炉盖，其特征是：变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少两组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；根据电石炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，所有的所述高品质挤压石墨电极从电石炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功，扩大炉内的高温熔化区和还原反应生产电石液体的区域，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，电石液体极易排出，极大节约电能和电极消耗；所述电石炉容量为20000～30000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600～φ700mm且数量为6根；所述电石炉容量为30000～40000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ700～φ800mm且数量为6根；所述电石炉容量为40000～60000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600～φ800mm且数量为9根。

2.根据权利要求1所述的三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，其特征是：所述高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点是精选原料、压型工艺和石墨化工艺，所述压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；所述石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm²的大型LWG串接石墨化生产方法。

3.根据权利要求1或2所述的三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，其特征是：所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅰ的产品技术指标为：电阻率7～9µΩ·m，体积密度1.62～1.70 g/cm³，抗折强度6～9 MPa，弹性模量6～10 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.5～2.4×10^-6/℃，灰分≤0.3%，允许电流密度＜12 A/cm²；或者，所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅱ的产品技术指标为：电阻率5～7µΩ·m，体积密度1.70～1.77 g/cm³，抗折强度9～14 MPa，弹性模量8～14 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.2～2.0×10^-6/℃，灰分≤0.15%，允许电流密度＜20 A/cm²。

4.根据权利要求1所述的三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，其特征是：所述变压器二次侧三相接线端的每一相分为两根、三根、四根或五根相互并联的电极接线端，所述电石炉的炉内形状是圆形、四边形或边数大于四的多边形。

5.根据权利要求4所述的三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，其特征是：三相六根石墨电极分别位于两个大小不同的正三角形的顶点上，并且，小的正三角形的顶点位于大的正三角形的三边中点上，或者，三相六根石墨电极沿圆周均布且间位于两个正三角形的顶点上。

6.根据权利要求4所述的三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，其特征是：三相九根石墨电极沿圆周均布且间位于三个正三角形的顶点上，或者，三相九根石墨电极采用两个相互交接的等圆设置，其中一个圆上均布有六个石墨电极。

7.根据权利要求4所述的三相多根挤压大规格石墨电极布局电石炉送电冶炼系统，其特征是：三相十二根石墨电极采用三个相互交接的等圆设置，每一个圆上均布有六个石墨电极。