CN2399691Y

CN2399691Y - 熔炼高熔点物质的电弧炉

Info

Publication number: CN2399691Y
Application number: CN 99241620
Authority: CN
Inventors: 赵虎田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2000-10-04
Anticipated expiration: 2009-11-22

Abstract

本实用新型由整流变压器、整流器、炉体、阴极短网、阳极短网、电极横臂及立柱构成,立柱上有调节其升降速度的卡轮,电弧炉体炉衬采用硅质漂珠砖等耐高温材料,将其分段、分层、单独或混合制成。本实用新型不仅快速引弧和稳弧,且熔池耐高温、保温好,可达近3000℃,阳极采用汽化冷却或气冷,使本实用新型与熔炼高纯度氧化镁或氧化锆的等离子炉相比,设备简单,一次投资省、运行成本大幅降低,为熔炼高熔点物质提供了一种熔炼效果很好的直流电弧炉。

Description

熔炼高熔点物质的电弧炉

本实用新型涉及一种熔炼熔点极高的物质的电弧炉，特别是一种高温直流电弧炉。

目前，国内外交流或直流电弧炉，绝大多数是用于炼钢(≤175℃)或冶炼铁合金(≤1700℃)的冶金业的普通电弧炉，其所熔化或精炼的物质一是熔点相对较低，二是其本身就是导电体甚至良导体。因此，普通电弧炉的设备配置及技术含量相对较低且简易，仅能满足温度较低的冶金类工艺需要，对于高熔点(≥1900℃)物质的熔化或提炼，即更高温度的产生和承受是无能为力的。目前，熔化或提炼锆英砂、镁砂或氧化铝，是采用专用交流电弧矿热炉。但是，也多因产生和维持高温的困难，造成产成品质量不稳定且等级低、产量低和能耗高等问题。对于熔化或提炼高纯度氧化(2500℃)或氧化锆(2680℃)等更高熔点的产品，国内尚无可用设备提供；国外是采用设备复杂且运行成本很高的等离子炉。迄今为止，国内外均无直流电弧炉熔炼高熔点物质或熔炼不导电物质的任何尝试。

本实用新型的目的是充分利用直流电弧炉电弧热点集中，温度高和熔化快的优点，设计一种专门用于熔炼高熔点物质(诸如氧化铝、氧化镁或氧化锆等)的直流电弧炉。

本实用新型通过以下技术措施达到上述设计目的：本熔炼高熔点物质的直流电弧炉由整流变压器、整流器、炉体及阴极短网、阳极短网、电极横臂及立柱构成，电极横臂连结于电弧炉阴极与阴极短网之间，并由立柱支撑和调节高度，其特征在于立柱上有调节立柱升降速度的卡轮，电弧炉耐温且保温炉衬由硅质漂珠砖、氧化铝空芯球和纤维、镁质压块、碳纤维和碳块、刚玉砖或锆块、或本体自熔性打结料构成，按电弧炉内衬熔池温度及强度分层、分段单独或混合分布。

上述技术措施中，立柱上调节升降速度的卡轮能灵敏、快速地调节立柱高度，即可快速调节电弧炉中电极间的引弧距离，达到快速引弧和稳弧；构成炉衬的材料中，硅质漂珠砖和填充料氧化铝空芯球和纤维使炉衬绝热，虽熔池可达二千多度，而炉体外表面只有30～60℃，镁质压块在炉衬中段，用于增加其强度，碳纤维和碳块、刚玉砖、锆块，以及本体自熔性打结料均用于保证熔池耐受高温。该技术措施不仅保证直流电弧炉快速引弧，且保证炉衬能耐受很高的熔炼温度，并防止向外辐射热量。

对于电弧炉阳极的冷却，本实用新型采用气冷或汽化冷却，避免水冷可能造成的漏水爆炸事故。

为使电弧炉的直流引弧电流稳定，可靠，本实用新型的整流器采用可控的晶闸管作为整流器件，采用同相逆并联或三相桥式整流电路整流。

本实用新型电弧炉的电极采用铜排、铜管、铜缆、石墨和钢板制作，阴极为顶装或侧装方式，阳极为底装、侧装或顶装方式，炉体由钢板制作，根据炉体大小及所熔炼炉料的性质设计炉体的高度和直径。炉体分倾动式和固定式两种，前者用于喷球，纤维或熔柱，后者用于熔柱。

本实用新型利用卡轮调节立柱升降速度，使电弧炉的两电极能快速调节到引弧的最佳距离，采用数种耐高温和保温材料制做的炉衬具有耐受极高温度的侵蚀，采用晶闸管作整流器件使整流电流可控，采用气冷或汽化冷却降低阳极温度，本实用新型与普通炼钢直流电弧炉和冶炼铁合金的直流电弧矿热炉相比，一是熔炼温度更高，二是可熔炼非导体介质，与熔化锆英砂或镁砂的专用交流电弧矿热炉相比，一是熔池温度更高，二是高温区集中，熔化快且能耗低；与熔炼高纯度氧化镁或氧化锆的等离子炉相比，一是设备简单而一次投资省，二是运行成本也低得多。

综上所述，本实用新型具有引弧快且弧流稳，熔池温度高，炉衬耐高温腐蚀，节能，投资省，可熔炼3000℃，以下高熔点的导体和非导体，其电熔产品作为高级工程陶瓷和特殊耐火材料，被广泛应用于航天航空、信息通讯、电力电气、特殊机械和冶金等行业。本实用新型为熔炼高熔点物质提供了一种熔炼效果很好的直流电弧炉。

下面结合附图详细说明本实用新型：

图1本实用新型电弧炉示意图。

图2主电路图及变压器、整流器原理图。

图3晶闸管整流器电路原理图。

本实用新型由整流变压器1、整流器2、阴极短网3、阴极4、电极横臂及立柱5、除尘孔6、罩式炉盖7、炉体8、阳极9、阳极短网构成。整流变压器1将输入的6.3KV、10KV或35KV的高电压、低电流交流电降压为30V～600V的多级输出的低电压、高电流的交流电，整流器2将整流变压器侧边输出的多级低电压，高电流交流电整流为直流电。阴极短网3自整流器2顶部引出，接至电极横臂5和阴极4而导入炉体8，阳极短网10自整流器侧部引出，接至阳极9而导入炉体8，阴阳两极在电弧炉膛内引弧，将电能转换为热能，熔化或提炼装入炉膛的高熔点物质。阴极短网3和电极横臂5由立柱11支撑，并通过设置在立柱上的卡轮12调节立柱的升降速度，从而达到调节电弧炉阴阳两极间的引弧距离。炉体顶部设有集烟尘罩式炉盖7，罩式炉盖侧面开有除尘孔6，可将熔炼过程中产生的烟尘聚集在炉盖中并从除尘孔6中排放。

本实用新型的炉体采用钢板制作，炉衬采用硅质漂珠砖、氧化铝空芯球和纤维填充料、镁质压块、碳纤维和碳块、刚玉砖或锆块、以及本体自熔性打结料制成，具有强度好，耐高温腐蚀，隔热好的突出优点，熔池温度可接近3000℃，可熔化3000℃以下的特质。

阳极采用汽冷时，首先将冷水雾化，再用雾化的水汽对电极进行冷却。

图2是整流变压器电原理图。图2-1是采用二极管整流，图2-2是采用晶闸管整流。图中序号内容为：

13-高压开关 14-真空断路器 15-限流电抗器 16-变压器17-二极管整流器 18-阴极 19-阳极 20-晶闸管整流器 21-直流流电抗器。

图3中，整流器件全部采用晶闸管，可控制整流电流。22、23、24、25、26、27、28、29端子分别接吸收装置，30、31、32端子接至控制柜。

Claims

1、一种熔炼高熔点物质的电弧炉，由整流变压器、整流器、炉体及阴极短网、阳极短网、电极横臂及立柱构成，电极横臂连结于电弧炉阴极与阴极短网之间，并由立柱支撑和调节高度，其特征在于立柱上有调节立柱升降速度的卡轮，电弧炉耐温且保温炉衬由硅质漂珠砖、氧化铝空心球和纤维、镁质压块、碳纤维和碳块、刚玉砖或锆块，或者本体自熔性打结料分段、分层单独或混合构成。

2、如权利要求1所述的熔炼高熔点物质的电弧护，其特征在于整流器使用的整流器件为晶闸管，采用同相逆并联或三相桥式整流电路整流。

3、如权利要求1或2所述的熔炼高熔点物质的电弧炉，其特征在于电弧炉阳极采用气冷或汽化冷却装置。

4、如权利要求1或2所述的熔炼高熔点物质的电弧炉，其特征在于电弧炉的电极由铜排、铜管、铜缆、石墨和钢板制作，阴极为顶装或侧装方式，阳极为底装、侧装或顶装方式。