CN211101579U - 一种单极直流热熔包加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单极直流热熔包加热装置，包括包车、热熔包、桥架、导电臂、升降立柱、直流电源系统和液压系统，热熔包下端设置有伸入热熔包内的底电极，包车上设置有固定放置热熔包的安装支座，包车内设置有与所述底电极接触供电的底极接电装置，导电臂和底极接电装置与直流电源系统连接。本实用新型结构设计科学合理，以单极直流供电取代现有三相交流供电，能够实现熔体平衡受热，提高热熔包炉外精炼工艺回收率，生产效率高、能耗低、产量大、电极消耗少。

Description

一种单极直流热熔包加热装置

技术领域

本实用新型属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种单极直流热熔包加热装置。

背景技术

所谓热熔包，是指承接熔化炉出炉所用的钢包、铁水包、熔渣包、中间包等，钢包用来承接钢水，铁水包用来承接铁水，熔渣包用来承接热熔渣，中间包用在铸造或连铸工艺中暂时存放高温熔体。炉外法冶炼，是一种针对从熔化炉中出炉的熔体，以热熔包或其他容器承接后，直接进行冶炼的工艺，通常承担熔体的精炼、升温、保温等工艺目的。也称为炉外精炼。

现广泛使用的三相交流热熔包加热装置，是以交流供电方式，有三根电极分别接入三相交流电，电极在熔体上面产生电弧，形成交流电弧；由于热熔包内都是熔体，电极不会深入导电熔体液面以下，因此交流电弧对熔体的加热只在熔体上部具有良好的效果；在交流电弧加热时，熔体中下部的受热效果大打折扣。当在加热精炼工艺中，受热不良会造成熔体升温慢，熔体的精炼工艺需要持续高温才能进行反应；因而用三相交流电弧精炼熔体，其目标元素回收率往往不高，且耗时长，耗电高，同时电极消耗多，炉衬消耗快。

针对现用三相交流热熔包加热装置的缺陷，在某些生产中，譬如钢水精炼，采用热熔包底部吹气，多为氩气等惰性气体的方法进行熔体沸腾搅拌，从而平衡熔体受热状况。但是，此方法不仅需要额外耗费氩气或其他惰性气体，而且沸腾搅拌的同时热损失也加大；并且，在某些需要金属相沉积的精炼工艺中，吹气沸腾搅拌反倒不利于金属沉积的工艺目的。所以，舍弃三相交流的供电方式，从改变供电的思路解决现有交流热熔包加热装置的缺陷，是符合科学依据的。现有的热熔包加热装置，几乎全部是三相交流供电方式，电弧发生在三相电极之间，热熔包内的熔体只有表面被加热，内部以及底部往往不能良好受热；这样就会导致加热受热不均，冶炼时间长，物料回收率低，生产能耗高，同时电极消耗和热熔包炉衬的消耗大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种单极直流热熔包加热装置，该加热装置结构设计科学合理，以单极直流供电取代现有三相交流供电，能够实现熔体平衡受热，提高热熔包炉外精炼工艺回收率，生产效率高、能耗低、产量大、电极消耗少。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种单极直流热熔包加热装置，其特征在于，包括包车、热熔包、桥架、导电臂、升降立柱和直流电源系统，所述热熔包为上端开口的耐高温的用于盛放金属熔体的容器，所述热熔包的下端设置有穿过热熔包底面的底电极；所述包车通过设置在包车下端的滚轮滚动设置在用于金属冶炼的冶炼坑内设置的轨道上，所述包车上设置有用于固定放置热熔包的安装支座，所述安装支座上设置有用于定位热熔包的导向斜面，所述包车内设置有与所述底电极接触供电的底极接电装置，所述导电臂包括导电横臂和用于插入热熔包提供电流的顶电极，所述导电横臂的与竖直设置的升降立柱垂直固定连接由升降立柱带动导电横臂升降，导电横臂的一端垂直固定导通连接柱状顶电极，导电横臂的另一端与直流电源系统的直流负极输出端连接，所述桥架呈直角槽状倒置架设在所述冶炼坑上方，所述底极接电装置与直流电源系统的直流正极输出端连接，所述桥架位于所述导电横臂的下方，所述桥架下方通过多根链条固定连接有用于封堵热熔包上端开口的包盖，所述包盖和桥架上均开设有用于穿过所述顶电极的通孔，所述热熔包位于所述顶电极的正下方，所述升降立柱和链条均与液压系统连接由液压系统驱动。

优选地，所述底极接电装置包括底极导电短臂和短网导电短臂，所述底极导电短臂和短网导电短臂分别由相同结构的两路导通机构连接，所述导通机构沿电流传输方向依次由导电铜排、导电软连接、导电固定连接头、导电软连接和导电铜排构成；所述底极导电短臂与短网导电短臂结构相同均为夹抱导电机构，所述底极导电短臂与短网导电短臂均由夹抱抱圈、夹抱夹头和短臂体组成，所述短臂体内安装有夹抱液压缸，所述夹抱夹头安装在短臂体前端，所述夹抱液压缸与夹抱抱圈连接，所述夹抱液压缸与所述液压系统连接。

优选地，所述直流电源系统的直流正极输出端依次通过电抗器和阳极短网与底极接电装置连接，所述阳极短网为导电线路，所述阳极短网内设置有与所述短网导电短臂配合夹抱导通的柱形电极，所述直流电源系统的直流负极输出端通过阴极短网与导电横臂上相对于连接顶电极的另一端连接导通。夹抱液压缸驱动抱圈运动可实现柱形电极与导电短臂的夹抱导电。底极导电短臂夹抱热熔包底电极，短网导电短臂夹抱阳极短网中的柱形电极，从而将底电极连接到阳极短网上。

优选地，所述桥架的一侧支撑端开设有穿过升降立柱的通孔。

优选地，液压系统所用的液压介质为耐高温、防火阻燃的水-乙二醇，能防止高温事故造成液压油燃烧。

优选地，所述直流电源系统包括整流变压器和整流柜，所述整流变压器一端通过电缆母线外接三相交流电源，另一端通过电缆母线连接整流柜，整流柜的负极出线端通过阴极短网连接到升降电极上；整流柜的正极出线端先连接电抗器，再通过阳极短网连接到底极接电装置，最终接到热熔包的底电极上。热熔包内的导电熔体与底电极接触可视为阳极，顶电极作为阴极，当在熔体表面发生直流电弧时，熔体整体将会导电，进而均匀受热。直流电源系统通过电气自动化控制系统控制。

优选地，所述轨道上设置有用于锁死固定包车的固定扣。

优选地，所述底电极与所述热熔包之间设置有绝缘层。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构设计科学合理，以单极直流供电取代现有三相交流供电，能够实现熔体平衡受热，提高热熔包炉外精炼工艺回收率，生产效率高、能耗低、产量大、电极消耗少。

2、本实用新型采用直流供电方式，具备直流电炉的特征优势，电极消耗小，供电无零点频闪效应，机械结构简化，冶炼时间缩短电耗降低，冶炼噪音小，耐火材料消耗降低。在金属冶炼过程中，熔体为阳极，顶电极为阴极，电流从熔池下部向上流通，熔池熔体均匀受热。

3、本实用新型使得熔体受热均匀，避免熔体表面加热中下部难以加热的问题。因而，熔池内的精炼反应得以良好进行，反应速度加快，反应程度加大。故此，生产效率提升，工艺目标元素回收率大大增加。

4、本实用新型设计的底极接电装置使用方便，接电可靠，可以应用在多种类似工况下。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的局部放大结构示意图。

图3是本实用新型中底极接电装置的结构示意图。

附图标记说明：

1—热熔包； 2—包车； 3—底极接电装置；

4—包盖； 5—桥架； 6—导电横臂；

7—升降立柱； 8—顶电极； 9—链条；

10—底电极； 11—阴极短网； 12—整流柜；

13—整流变压器； 14—电抗器； 15—阳极短网；

16—导电铜排； 17—导电软连接； 18—导电固定连接头；

19—短臂体； 20—夹抱夹头； 21—夹抱抱圈；

22—短网导电短臂； 23—底极导电短臂。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括包车2、热熔包1、桥架5、导电臂、升降立柱7和直流电源系统，所述热熔包1为上端开口的耐高温的用于盛放金属熔体的容器，所述热熔包1的下端设置有穿过热熔包1底面的底电极10；所述包车2通过安装在包车2下端的滚轮活动设置在用于金属冶炼的冶炼坑内的轨道上，所述包车2上设置有用于固定放置热熔包1的安装支座，所述安装支座上有用于定位热熔包1的导向斜面，所述包车2内设置有与所述底电极10接触供电的底极接电装置3，所述导电臂包括导电横臂6和用于插入热熔包1提供电流的顶电极8，所述导电横臂6与竖直设置的升降立柱7垂直固定连接通过升降立柱7带动导电横臂6的升降，导电横臂6的一端垂直固定导通连接柱状顶电极8，导电横臂6的另一端与直流电源系统的直流负极输出端连接，所述桥架5呈直角槽状倒置架设在所述冶炼坑上方，所述底极接电装置3与直流电源系统的直流正极输出端连接，所述桥架5位于所述导电横臂6的下方，所述桥架5下方通过多根链条9固定连接有用于封堵热熔包1上端开口的包盖4，所述包盖4和桥架5上均开设有用于穿过所述顶电极8的通孔，所述热熔包1位于所述顶电极8的正下方，所述液压系统通过液压油管连接升降立柱7为升降立柱7提供液压油介质控制升降立柱7升降，液压系统通过液压油管和液压马达连接链条9，通过液压马达的转矩带动链条9传动从而拉起或放下包盖4。

如图3所示，本实施例中，所述底极接电装置3包括底极导电短臂23和短网导电短臂22，所述底极导电短臂23和短网导电短臂22分别由相同结构的两路导通机构连接，所述导通机构沿电流传输方向依次由导电铜排16、导电软连接17、导电固定连接头18、导电软连接17和导电铜排16构成；所述底极导电短臂23与短网导电短臂22结构相同均为夹抱导电机构，所述底极导电短臂23与短网导电短臂22均由夹抱抱圈21、夹抱夹头20和短臂体19组成，所述短臂体19内安装有夹抱液压缸，所述夹抱夹头20安装在短臂体19前端，所述夹抱液压缸与夹抱抱圈21连接，通过夹抱液压缸控制夹抱抱圈21的开合，夹抱液压缸也与液压系统连接的，通过液压系统控制夹抱液压缸驱动夹抱抱圈21，使夹抱夹头20抱紧柱形电极，从而形成良好导通。

本实施例中，所述直流电源系统的直流正极输出端依次通过电抗器14和阳极短网15与短网导电短臂22连接，所述阳极短网15为导电线路，所述阳极短网15内设置有与所述短网导电短臂22配合夹抱导通的柱形电极，所述直流电源系统的直流负极输出端通过阴极短网11与导电横臂6上与升降立柱7连接的一端连接导通。夹抱液压缸驱动夹抱抱圈21运动可实现柱形电极与短臂体19的夹抱导电。底极导电短臂23夹抱底电极10，短网导电短臂22夹抱阳极短网15中的柱形电极，从而将底电极10连接到阳极短网15上。

本实施例中，所述桥架5的一侧支撑端开设有穿过升降立柱7的通孔。

本实施例中，所述液压系统用的液压介质为耐高温、防火阻燃的水-乙二醇，能防止高温事故造成液压油燃烧。

本实施例中，所述直流电源系统包括整流变压器13和整流柜12，所述整流变压器13一端通过电缆母线外接三相交流电源，另一端通过电缆母线连接整流柜12，整流柜12的负极出线端通过阴极短网11连接到顶电极8上；整流柜12的正极出线端先连接电抗器14，再通过阳极短网15连接到底极接电装置3，最终接到热熔包1的底电极10上。热熔包1内的导电熔体与底电极10接触可视为阳极，顶电极8作为阴极，当在熔体表面发生直流电弧时，熔体整体将会导电，进而均匀受热。直流电源系统通过电气自动化控制系统控制。

本实施例中，所述轨道上设置有用于锁死固定包车2的固定扣，在包车2停放到位后锁死固定扣。

本实施例中，所述底电极10与所述热熔包1之间设置有绝缘层，防止电流散逸至金属包壳内进而接地。

本实用新型的使用操作步骤为：

第一步、检查并调整导电横臂6和顶电极8处于高位，包盖4处于高位，底极接电装置3处于夹抱抱圈21处于开放状态，包车2位于冶炼工位以外的吊包工位，液压介质和供电状况良好。

第二步、热熔包1承接熔体后，经由天车将热熔包1放置在包车2上，通过轨道行进到冶炼工位并锁定包车。

第三步、操作连接底极接电装置3，通过液压系统控制夹抱液压缸使夹抱夹头20抱紧柱形电极，从而使底电极与阳极短网15导通。

第四步、控制包盖4下放盖住热熔包1，控制顶电极8下放伸入热熔包1内接触并插入熔体，确保顶电极8和底电极10均良好导通后合闸通电。

第五步、通过电气自动化控制系统，控制本加热装置完成生产，冶炼达标后，分闸断电。

第六步、提升导电横臂6与包盖4，放开底极接电装置3与底电极10、阳极短网15柱形电极的夹抱状态，打开包车1锁定。

第七步、包车1开出冶炼工位，天车吊出热熔包2，进入后续工艺。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制。凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种单极直流热熔包加热装置，其特征在于，包括包车(2)、热熔包(1)、桥架(5)、导电臂、升降立柱(7)和直流电源系统，所述热熔包(1)为上端开口的耐高温的用于盛放金属熔体的容器，所述热熔包(1)的下端设置有穿过热熔包(1)底面的底电极(10)；所述包车(2)放置在用于金属冶炼的冶炼坑内的轨道上，所述包车(2)上设置有用于固定放置热熔包(1)的安装支座，所述包车(2)内设置有与所述底电极(10)接触供电的底极接电装置(3)，所述导电臂包括导电横臂(6)和用于插入热熔包(1)提供电流的顶电极(8)，所述导电横臂(6)与竖直设置的升降立柱(7)垂直固定连接，所述导电横臂(6)的一端垂直固定导通连接柱状顶电极(8)，所述导电横臂(6)的另一端与直流电源系统的直流负极输出端连接，所述桥架(5)呈直角槽状倒置架设在所述冶炼坑上方，所述底极接电装置(3)与直流电源系统的直流正极输出端连接，所述桥架(5)位于所述导电横臂(6)的下方，所述桥架(5)下方通过多根链条(9)固定连接有用于封堵热熔包(1)上端开口的包盖(4)，所述包盖(4)和桥架(5)上均开设有用于穿过所述顶电极(8)的通孔，所述热熔包(1)位于所述顶电极(8)的正下方，所述升降立柱(7)和链条(9)均与液压系统连接由液压系统驱动。

2.根据权利要求1所述的一种单极直流热熔包加热装置，其特征在于，所述底极接电装置(3)包括底极导电短臂(23)和短网导电短臂(22)，所述底极导电短臂(23)和短网导电短臂(22)由相同结构的两路导通机构连接，所述导通机构沿电流传输方向依次由导电铜排(16)、导电软连接(17)、导电固定连接头(18)、导电软连接(17)和导电铜排(16)构成；所述底极导电短臂(23)与短网导电短臂(22)结构相同均为夹抱导电机构，所述底极导电短臂(23)与短网导电短臂(22)均由夹抱抱圈(21)、夹抱夹头(20)和短臂体(19)组成，所述短臂体(19)内安装有夹抱液压缸，所述夹抱夹头(20)安装在短臂体前端，所述夹抱液压缸与夹抱抱圈(21)连接，所述夹抱液压缸与所述液压系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种单极直流热熔包加热装置，其特征在于，所述直流电源系统的直流正极输出端依次通过电抗器(14)和阳极短网(15)与短网导电短臂(22)连接，所述阳极短网(15)为导电线路，所述阳极短网(15)内设置有与短网导电短臂(22)配合夹抱导通的柱形电极，所述直流电源系统的直流负极输出端通过阴极短网(11)与导电横臂(6)连接导通。

4.根据权利要求1所述的一种单极直流热熔包加热装置，其特征在于，所述轨道上设置有用于锁死固定包车(2)的固定扣。

5.根据权利要求1所述的一种单极直流热熔包加热装置，其特征在于，所述底电极(10)与所述热熔包(1)之间设置有绝缘层。

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