RU2488056C2 - Держатель электрода в сборе и содержащая его печь - Google Patents

Держатель электрода в сборе и содержащая его печь Download PDF

Info

Publication number
RU2488056C2
RU2488056C2 RU2011143866/02A RU2011143866A RU2488056C2 RU 2488056 C2 RU2488056 C2 RU 2488056C2 RU 2011143866/02 A RU2011143866/02 A RU 2011143866/02A RU 2011143866 A RU2011143866 A RU 2011143866A RU 2488056 C2 RU2488056 C2 RU 2488056C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
shoes
electric
clamping ring
current
Prior art date
Application number
RU2011143866/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011143866A (ru
Inventor
Джералд КАРКИН
Ярле-эрланд ХЕРСТАД
Джозеф ЛЕПИШ
Original Assignee
Алкоа Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алкоа Инк. filed Critical Алкоа Инк.
Publication of RU2011143866A publication Critical patent/RU2011143866A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2488056C2 publication Critical patent/RU2488056C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/08Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
    • F27D11/10Disposition of electrodes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/08Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/08Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
    • F27B3/085Arc furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/20Arrangements of heating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0006Electric heating elements or system
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/02Details
    • H05B7/10Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/101Mountings, supports or terminals at head of electrode, i.e. at the end remote from the arc

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, в частности к особенностям конструкции узла электрододержателя, который может быть использован в электрической печи. Электрододержатель содержит токоподводящее основание, имеющее контактную поверхность, выполненное с обеспечениванием возможности распределения электрического тока, шинную плиту, выполненную с обеспечиванием возможности подачи электрического тока к токоподводящему основанию, узел с электрическим башмаками и монтажным кольцом, содержащий множество электрических башмаков, при этом электрический ток от токоподводящего основания распределяется к множеству электрических башмаков для распределения к электроду, множество двухходовых цилиндров, монтажное кольцо и гидравлический узел, содержащий зажимное кольцо, имеющее отверстие, выполненное с обеспечиванием возможности сопряжения с наружной поверхностью электрода, поджимающий цилиндр, выполненный с обеспечиванием возможности стягивания и ослабления зажимного кольца, и по меньшей мере один двухходовой цилиндр, выполненный с обеспечиванием возможности управления горизонтальным перемещением зажимного кольца и электрода. Изобретение может найти свое применение в различных типах промышленных печей, например нагревательных, а также печах реакционного типа, выбранных из группы электродуговых плавильных печей, например рудовосстановительных. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обычный карботермический процесс в усовершенствованном реакторе представляет собой многостадийную систему, в которой на низкотемпературной стадии в ванне жидкого шлака, содержащей глинозем и углерод, осуществляются реакции с получением карбида алюминия. Получающийся в результате шлак глинозема-карбида алюминия затем поступает на высокотемпературную стадию, где карбид алюминия вступает в реакцию с глиноземом с получением металлического алюминия. Алюминий имеет меньшую плотность, чем шлак, и скапливается в виде слоя, плавающего поверх шлака. Низкотемпературная и высокотемпературная стадии расположены в общем реакционном сосуде и разделены перегородкой для перетекания снизу. Высокотемпературная стадия имеет выпуск для непрерывного выпуска расплавленного алюминия. На высокотемпературную стадию подают дополнительный углеродный материал для обеспечения соответствия стехиометрии реакции.
Энергия, требуемая для расплавления и предварительного восстановления на низкотемпературной стадии, подводится за счет высокоинтенсивного контактного электронагрева шлака с использованием вертикальных углеродистых электродов, погруженных в расплавленный шлак. Аналогичным образом, энергия, подаваемая на высокотемпературную стадию, обеспечивается за счет высокоинтенсивного контактного электронагрева шлака посредством множества пар горизонтально расположенных электродов, проходящих через боковую стенку реактора в фазу шлака ниже фазы металла.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления раскрыт предназначенный для зажимания, перемещения и передачи электроэнергии держатель электрода в сборе, способный подводить электрический ток с высокими плотностями. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения раскрыт держатель электрода в сборе, который включает в себя токоподводящее основание, имеющее контактную поверхность, выполненную с достаточной возможностью распределения электрического тока; шинную плиту, выполненную с достаточной возможностью подачи электрического тока к токоподводящему основанию; узел с башмаками и кольцом, содержащий: множество электрических башмаков, причем каждый из электрических башмаков имеет ближний конец, дальний конец, наружную поверхность и внутреннюю поверхность, при этом электрический ток от контактной поверхности токоподводящего основания распределяется ко множеству электрических башмаков, и при этом электрический ток от множества электрических башмаков распределяется к электроду; множество двухходовых цилиндров, равное по числу множеству электрических башмаков, при этом каждый из двухходовых цилиндров сопряжен с ближним концом каждого из электрических башмаков и отделен от него, при этом каждый из двухходовых цилиндров индивидуально управляет каждым из электрических башмаков, при этом каждый из двухходовых цилиндров выполнен с достаточной возможностью приложения давления к каждому из электрических башмаков для контакта с электродом, и при этом каждый из двухходовых цилиндров выполнен с достаточной возможностью отвода каждого из электрических башмаков для обеспечения возможности скольжения электрода; и монтажное кольцо, имеющее множество отверстий, равное по числу множеству двухходовых цилиндров, при этом множество двухходовых цилиндров простираются через множество отверстий; и гидравлический узел, содержащий: зажимное кольцо, имеющее центральное отверстие, выполненное с достаточной возможностью сопряжения с наружной поверхностью электрода, при этом зажимное кольцо включает в себя подвижные друг относительно друга детали; поджимающий цилиндр, выполненный с достаточной возможностью стягивания и ослабления зажимного кольца, при этом поджимающий цилиндр сопрягается с деталями зажимного кольца; и по меньшей мере один двухходовой цилиндр, выполненный с достаточной возможностью управления горизонтальным перемещением зажимного кольца и электрода.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения раскрыта печь, которая включает в себя кожух, включающий в себя множество боковых стенок и нижнюю чашу; свод; электрическую систему; и держатель в сборе для электрода, горизонтально прерывающего по меньшей мере две из боковых стенок, причем держатель в сборе содержит: токоподводящее основание, выполненное с достаточной возможностью распределения электрического тока; шинную плиту, выполненную с достаточной возможностью подачи электрического тока к токоподводящему основанию, причем электрический ток подается электрической системой; узел с башмаками и кольцом, содержащий: множество электрических башмаков, причем каждый из электрических башмаков имеет ближний конец, дальний конец, наружную поверхность и внутреннюю поверхность, при этом электрический ток от токоподводящего основания распределяется ко множеству электрических башмаков, при этом электрический ток от множества электрических башмаков распределяется к электроду; множество двухходовых цилиндров, равное по числу множеству электрических башмаков, при этом каждый из двухходовых цилиндров сопряжен с ближним концом каждого из электрических башмаков и отделен от него, при этом каждый из двухходовых цилиндров индивидуально управляет каждым из электрических башмаков, при этом каждый из двухходовых цилиндров выполнен с достаточной возможностью приложения давления к каждому из электрических башмаков для контакта с электродом, и при этом каждый из двухходовых цилиндров выполнен с достаточной возможностью отвода каждого из электрических башмаков для обеспечения возможности скольжения электрода; и монтажное кольцо, имеющее множество отверстий, равное по числу множеству двухходовых цилиндров, при этом множество двухходовых цилиндров простираются через множество отверстий; и гидравлический узел, содержащий: зажимное кольцо, имеющее центральное отверстие, выполненное с достаточной возможностью сопряжения с наружной поверхностью электрода, при этом зажимное кольцо включает в себя подвижные друг относительно друга детали; поджимающий цилиндр, выполненный с достаточной возможностью стягивания и ослабления зажимного кольца, при этом поджимающий цилиндр сопрягается с деталями зажимного кольца; и по меньшей мере один двухходовой цилиндр, выполненный с достаточной возможностью управления горизонтальным перемещением зажимного кольца и электрода.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет разъяснено далее со ссылкой на приложенные чертежи, на которых аналогичные конструктивные элементы обозначены аналогичными ссылочными позициями на нескольких видах. Показанные чертежи необязательно выполнены в масштабе, а вместо этого акцент в основном был сделан на иллюстрацию принципов настоящего изобретения.
Фиг.1 показывает изометрическое изображение одного варианта держателя электрода в сборе по настоящему изобретению, расположенного горизонтально и сопрягающегося с боковой стенкой печи.
Фиг.2 показывает вид сбоку держателя электрода в сборе по Фиг.1.
Фиг.3 показывает выполненное с пространственным разделением изометрическое изображение некоторых из деталей держателя электрода в сборе по Фиг.1.
Фиг.4 показывает вид сбоку в сечении держателя электрода в сборе по Фиг.1.
Фиг.5А-5С показывают некоторые из признаков деталей держателя электрода в сборе по Фиг.1. Фиг.5А представляет собой вид в плане сверху одного электрического башмака, сопряженного с одним двухходовым цилиндром и отделенного от него посредством штифта. Фиг.5В представляет собой вид в сечении, выполненном по линии В-В на Фиг.5А. Фиг.5С представляет собой увеличенный вид зоны С Фиг.5В, показывающий сопряжение штифта с одним электрическим башмаком.
Фиг.6 показывает изометрическое изображение гидравлического узла держателя электрода в сборе по Фиг.1.
Несмотря на то что вышеуказанные чертежи показывают раскрытые сейчас варианты осуществления, также предусмотрены и другие варианты осуществления, как отмечено в описании. В данном описании приведены иллюстративные варианты осуществления в качестве представления, а не ограничения. Специалистами в данной области техники могут быть разработаны многочисленные другие модификации и варианты осуществления, которые находятся в пределах объема и сущности принципов настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Фиг.1 и 2 совместно с Фиг.3 показывают один вариант держателя 100 электрода в сборе по настоящему изобретению. Держатель 100 в сборе включает в себя кольцеобразное пустотелое токоподводящее основание 105, имеющее ближний конец 107, дальний конец 109 и контактную поверхность 204 между ними. Ближний конец 107 токоподводящего основания 105 расположен горизонтально, проходя через боковую стенку 510 печи 500, как проиллюстрировано на Фиг. 1 и 2. Держатель 100 в сборе также включает в себя шинную плиту 200, которая соединена с кабелями 230, проходящими от расположенного рядом с печью трансформатора (не показан). Кабели 230 могут охлаждаться водой или охлаждающей средой. Узел 225 с башмаками и кольцом включает в себя множество электрических башмаков 120, соответствующее множество двухходовых (гидравлических) цилиндров 190, равное по числу множеству электрических башмаков 120, и монтажное кольцо 220, имеющее множество отверстий 222, равное по числу множеству двухходовых цилиндров 190. Отверстия 222 монтажного кольца 220 разнесены на приблизительно одинаковое расстояние друг от друга. В одном варианте осуществления электрические башмаки 120 расположены вокруг периметра монтажного кольца 220 сквозь отверстия 222, например, равномерно/одинаково разнесенными вокруг периметра монтажного кольца 220 (например, в положениях, соответствующих положениям стрелок традиционных настенных часов в 1 час, 2 часа, 3 часа и т.д.). Множество электрических башмаков 120 могут быть расположены таким образом посредством множества соединительных штифтов 191. Множество двухходовых цилиндров 190 простираются через множество отверстий 222. Монтажное кольцо 220 может быть прикреплено к токоподводящему основанию 105 комплектом изолированных болтов 160. Каждый из двухходовых цилиндров 190 индивидуально управляет каждым из соответствующих электрических башмаков 120, как будет подробно описано ниже. Каждый из двухходовых цилиндров 190 выполнен с достаточной возможностью приложения давления к каждому из электрических башмаков 120 для контакта с электродом 400. Каждый из двухходовых цилиндров 190 выполнен с достаточной возможностью отвода каждого из электрических башмаков 120 для обеспечения возможности скольжения электрода 400.
Шинная плита 200 выполнена с достаточной возможностью подачи электрического тока к контактной поверхности 204 токоподводящего основания 105, а контактная поверхность 204 токоподводящего основания 105 выполнена с достаточной возможностью распределения электрического тока к электрическим башмакам 120. Электрический ток от множества электрических башмаков 120 распределяется к электроду 400. Электрод 400 типично состоит из любого токонесущего материала. Например, электрод 400 может быть выполнен из графита, меди, самоспекающейся углеродсодержащей электродной массы или их комбинации. Полая внутренность монтажного кольца 220, шинная плита 200 и токоподводящее основание 105 выполнены с размерами, обеспечивающими возможность вталкивания электрода 400 через них без контактирования их внутренних поверхностей с наружной поверхностью 410 электрода 400. Гидравлический узел 300 обеспечивает возможность введения электрода 400 в печь 500, исходя из набора заданных параметров.
Фиг.4 показывает вид сбоку в сечении держателя 100 электрода в сборе по Фиг.1 (печь и шинная плита не проиллюстрированы). Токоподводящее основание 105 включает в себя полую камеру 111, проходящую концентрически относительно окружной периферии, через которую нагнетается охлаждающая среда, в результате чего обеспечивается средство регулирования температуры контактной поверхности 204. Полую камеру 111 разделяет перегородка. С одной стороны перегородки имеется впуск для охлаждающей среды. Охлаждающая среда протекает по всей полой камере 111 и выходит с другой стороны перегородки. Охлаждающая среда входит и выходит по трубам 219, которые могут представлять собой часть встроенной системы охлаждения или могут представлять собой отдельную водяную систему. В одном варианте осуществления охлаждающая среда выбрана из одной из воздуха, воды, масла (например, перфторполиэфирного масла или гидрофторполиэфирного масла), гликоля или их комбинаций. Регулирование температуры контактной поверхности 204 обеспечивает держатель 100 электрода в сборе, способный выдерживать большую амперную нагрузку без выгорания электрода 400 снаружи печи 500. Это приводит к стабилизации расходования электрода 400, а также стабильности тока, подаваемого в процесс (что является результатом равномерно распределенной электрической энергии вокруг окружной периферии электрода 400 в точках контакта. Это позволяет устранить пики мощности на любой части электрода 400 и потери мощности, вызванные плохим контактом в других частях). Большая стабильность мощности в процессе должна также обеспечивать возможность большей стабильности самого процесса. Как проиллюстрировано на Фиг.4, электрические башмаки 120 обычно электрически изолированы от монтажного кольца 220 благодаря расстоянию между дальним концом 122 электрических башмаков 120 и ближней стороной 224 монтажного кольца 220, а также благодаря использованию изоляционных шайб 192 на соединительных штифтах 191. Кроме того, изоляционные втулки по существу электрически изолируют болты 160 от остальной части узла 225 с башмаками и кольцом. При этом изоляционные втулки обычно по существу окружают по меньшей мере часть наружной поверхности болтов 160.
Фиг. 5А-5С показывают, как электрические башмаки 120 механически взаимосвязаны с двухходовыми цилиндрами 190 посредством установочных пазов/заглушек 194 и штифтов 191. Каждый электрический башмак 120 обычно имеет дальний конец 122 и ближний конец 124. Каждый электрический башмак 120 обычно расположен так, что наружная поверхность 123 электрического башмака 120 способна сопрягаться (соприкасаться) с контактной поверхностью 204 токоподводящего основания 105. Каждый электрический башмак 120 гидравлически заклинен между контактной поверхностью 204 токоподводящего основания 105 и электродом 400. Каждый из двухходовых цилиндров 190 способен прикладывать давление для заклинивания соответствующего электрического башмака 120 для создания электрического контакта с электродом 400, или же для отвода соответствующего электрического башмака 120 для обеспечения возможности скольжения электрода 400. Держатель 100 электрода в сборе по настоящему изобретению «разделяет» подачу тока на множественные контакты, позволяя лучше регулировать площадь контакта между каждым из электрических башмаков 120 и электродом 400. Выполнение каждого электрического башмака 120 гидравлически управляемым позволяет устранить проблемы, связанные с расширением, сжатием и приложением сосредоточенной нагрузки, как правило имеющие место в устройствах зажима электродов. За счет наличия множественных точек контакта и постоянного давления на каждом электрическом башмаке 120 ток может быть равномерно распределен вокруг электрода 400, что обеспечивает выравнивание температуры, создаваемой энергией, подведенной посредством электрода 400.
Фиг.6 показывает изометрическое изображение гидравлического узла 300. Гидравлический узел 300 включает в себя зажимное кольцо 310, имеющее центральное отверстие, выполненное с достаточной возможностью сопряжения с наружной поверхностью 410 электрода 400, поджимающий цилиндр 320, выполненный с достаточной возможностью стягивания и ослабления зажимного кольца 310, и по меньшей мере один двухходовой цилиндр 330, выполненный с достаточной возможностью управления горизонтальным перемещением зажимного кольца 310 и электрода 400. Комплект болтов 345, простирающихся по всей толщине зажимного кольца 310, скрепляет гидравлический узел 300 с монтажным кольцом 220. Зажимное кольцо 310 включает в себя подвижные друг относительно друга детали 312, 314 и 316. Зажимное кольцо 310 представляет собой гидравлически регулируемое кольцо, которое стягивается вокруг окружной периферии электрода 400 для перемещения электрода 400 в печь 500 и затем ослабляется для перемещения его назад в исходное положение. Поджимающий цилиндр 320 сопрягается с деталями 312 и 316 зажимного кольца 310. В одном варианте осуществления гидравлический узел 300 включает в себя три двухходовых цилиндра 330, хотя настоящее изобретение не должно быть ограничено числом двухходовых цилиндров 330, рассматриваемых как часть гидравлического узла 300. Двухходовые цилиндры 330 интегрированы с возможностью работать синхронно с двухходовыми (гидравлическими) цилиндрами 190 и управляются одной и той же системой управления.
При первоначальной сборке электрод 400 заталкивают в центр гидравлического узла 300. В это время ближние концы 124 электрических башмаков 120 обычно физически не взаимодействуют с дальним концом 109 токоподводящего основания 105. Однако ближние концы 124 электрических башмаков 120 будут физически сопрягаться с наружной поверхностью 410 электрода 400, в то время как дальние концы 122 электрических башмаков 120 физически не сопрягаются с наружной поверхностью 410 электрода 400 вследствие клинообразной формы электрических башмаков 120. После того как электрод 400 перемещен в надлежащее положение, давление в двухходовых цилиндрах 190 повышается. Ближние концы 124 электрических башмаков 120 прижимаются к дальнему концу 109 токоподводящего основания 105 посредством двухходовых цилиндров 190, в результате чего обеспечивается механическое давление между электрическими башмаками 120 и контактной поверхностью 204 токоподводящего основания 105. В одном варианте осуществления в сочетании с соединительными штифтами 191 могут быть использованы пружинные шайбы 192, чтобы способствовать равномерному распределению давления между каждым из электрических башмаков 120, контактной поверхностью 204 и поверхностью электрода 400 (как ясно проиллюстрировано в варианте осуществления, показанном на Фиг.5С). В одном варианте осуществления каждый электрический башмак 120 удерживается в поджатом состоянии пружинными шайбами 192, что дает возможность теплового расширения и сжатия держателя 100 в сборе.
Электрическая нагрузка подается к контактной поверхности 204 посредством шинной плиты 200. Данный ток течет через электрические башмаки 120 и в электрод 400 через клинообразные ближние концы 124 электрических башмаков 120. Благодаря одинаковому расстоянию между электрическими башмаками 120 на электрод 400 и, следовательно, от электрода 400 к печи 500 может быть подана довольно равномерная электрическая нагрузка. Со временем электрод 400 вследствие использования в печи 500 может подвергаться износу. Держатель 100 в сборе может быть использован для введения дополнительной части электрода 400 в печь 500. Для выполнения этого протекание электрического тока к контактной поверхности 204 может быть прекращено. Далее, двухходовые цилиндры 190 могут отвести электрические башмаки 120 относительно контактной поверхности 204 и электрода 400, тем самым располагая электрические башмаки 120 ближе к более дальней части электрода 400 и устраняя физический контакт между электрическими башмаками 120 и контактной поверхностью 204. Гидравлический узел 300 может вынуждать зажимное кольцо 310 физически сопрягаться с наружной поверхностью 410 электрода 400 за счет «стягивания» окружной периферии поджимающим цилиндром 320, после чего гидравлический узел 300 может вызвать принудительное смещение взаимосвязанного с ним электрода 400 посредством зажимного кольца 310 к контактной поверхности 204, тем самым вталкивая дополнительную часть электрода 400 в печь 500. Впоследствии может быть повышено давление в двухходовых цилиндрах 190. Данный процесс может повторяться по мере необходимости для подачи дополнительного электрода 400 вовнутрь печи 500, после чего электрические башмаки 120 могут быть снова сопряжены с контактной поверхностью 204, и электрический ток может подаваться к электроду 400 через электрические башмаки 120, как описано выше.
В одном варианте осуществления электрические башмаки 120 равномерно разнесены вокруг монтажного кольца 220 и обеспечивают равномерное распределение тока по электроду 400, что устраняет «точечные» токи, которые могут вызвать чрезмерное увеличение нагрева. Кроме того, давление на каждый электрический башмак 120 может быть отрегулировано по отдельности посредством регулирования гаек и/или пружинных шайб, что способствует равномерному распределению давления по электрическим башмакам 120, контактной поверхности 204 и электроду 400. Такое по существу одинаковое прижимание электрических башмаков 120 может способствовать равному падению напряжения вокруг электрода 400, что может дополнительно способствовать равномерной передаче тока. Кроме того, несовершенства на наружной поверхности 410 электрода 400 не могут влиять на эксплуатационные характеристики электрода 400, поскольку отдельные электрические башмаки 120 могут быть отрегулированы так, чтобы соответствовать наружной поверхности 410 электрода 400, в результате чего обеспечивается возможность применения электродов в «состоянии поставки», и, следовательно, уменьшаются проблемы, связанные с использованием несовершенных/неправильных электродов, и возможные связанные с этим затраты средств и времени. Отсутствует необходимость в «идеальных» электродах, поскольку электрические башмаки 120 могут подгоняться под изменяющиеся диаметры, некруглости и неправильные поверхности.
Держатель 100 электрода в сборе по настоящему изобретению находит применение в различных типах промышленных печей, включая, но не ограничиваясь ими, нагревательные печи, плавильные печи, восстановительные печи, рудоплавильные печи, дуговые печи, реакционные печи и печи реакционного типа, и может быть спроектирован для электрода любого размера. В одном варианте осуществления держатель 100 электрода в сборе установлен на печи с погруженной дугой.

Claims (20)

1. Электрододержатель, содержащий
токоподводящее основание, имеющее контактную поверхность, выполненную с обеспечиванием возможности распределения электрического тока;
шинную плиту, выполненную с обеспечиванием возможности подачи электрического тока к токоподводящему основанию;
узел с электрическими башмаками и монтажным кольцом, содержащий
множество электрических башмаков, причем каждый из электрических башмаков имеет ближний конец, дальний конец, наружную поверхность и внутреннюю поверхность,
при этом электрический ток от контактной поверхности токоподводящего основания распределяется к множеству электрических башмаков, и
при этом электрический ток от множества электрических башмаков распределяется к электроду;
множество двухходовых цилиндров, равное по числу множеству электрических башмаков,
при этом каждый из двухходовых цилиндров сопряжен с ближним концом каждого из электрических башмаков и отделен от него,
при этом каждый из двухходовых цилиндров индивидуально управляет каждым из электрических башмаков,
при этом каждый из двухходовых цилиндров выполнен с обеспечиванием возможности приложения давления к каждому из электрических башмаков для контакта с электродом, и
при этом каждый из двухходовых цилиндров выполнен с обеспечиванием возможности отвода каждого из электрических башмаков для обеспечения возможности скольжения электрода; и
монтажное кольцо, имеющее множество отверстий, равное по числу множеству двухходовых цилиндров,
при этом множество двухходовых цилиндров простирается через множество отверстий; и
гидравлический узел, содержащий
зажимное кольцо, имеющее центральное отверстие, выполненное с обеспечиванием возможности сопряжения с наружной поверхностью электрода,
при этом зажимное кольцо включает в себя подвижные относительно друг друга детали;
поджимающий цилиндр, выполненный с обеспечиванием возможности стягивания и ослабления зажимного кольца,
при этом поджимающий цилиндр сопрягается с деталями зажимного кольца; и
по меньшей мере один двухходовой цилиндр, выполненный с обеспечиванием возможности управления горизонтальным перемещением зажимного кольца и электрода.
2. Электрододержатель по п.1, в котором электрический ток к шинной плите подводит электрическая система.
3. Электрододержатель по п.1, который взаимосвязан горизонтально с печью.
4. Электрододержатель по п.3, в котором при стянутом зажимном кольце упомянутый по меньшей мере один двухходовой цилиндр способен перемещать зажимное кольцо и электрод к печи на заданное расстояние.
5. Электрододержатель по п.3, в котором при ослабленном зажимном кольце упомянутый по меньшей мере один двухходовой цилиндр способен перемещать зажимное кольцо и электрод из печи на заданное расстояние.
6. Электрододержатель по п.1, в котором электрический ток от множества электрических башмаков распределен равномерно вокруг электрода.
7. Электрододержатель по п.1, в котором температура, создаваемая подведенной посредством электрода энергией, примерно равномерна в любой данный момент времени.
8. Электрододержатель по п.1, в котором токоподводящее основание охлаждается охлаждающей средой.
9. Электрододержатель по п.8, в котором охлаждающая среда выбрана из группы, включающей воздух, воду, масло, гликоль или их комбинации.
10. Электрододержатель по п.1, в котором множество электрических башмаков электрически изолировано от монтажного кольца.
11. Электрододержатель по п.1, в котором гидравлический узел включает в себя три двухходовых цилиндра.
12. Печь, содержащая
кожух, включающий в себя множество боковых стенок и нижнюю чашу;
свод;
электрическую систему и
электрододержатель, расположенный горизонтально и прерывающий по меньшей мере две из боковых стенок, причем электрододержатель содержит
токоподводящее основание, выполненное с обеспечиванием возможности распределения электрического тока;
шинную плиту, выполненную с обеспечиванием возможности подачи электрического тока к токоподводящему основанию, причем электрический ток подается электрической системой;
узел с электрическими башмаками и монтажным кольцом, содержащий множество электрических башмаков, причем каждый из электрических башмаков имеет ближний конец, дальний конец, наружную поверхность и внутреннюю поверхность,
при этом электрический ток от токоподводящего основания распределяется ко множеству электрических башмаков, и при этом электрический ток от множества электрических башмаков распределяется к электроду;
множество двухходовых цилиндров, равное по числу множеству электрических башмаков,
при этом каждый из двухходовых цилиндров сопряжен с ближним концом каждого из электрических башмаков и отделен от него,
при этом каждый из двухходовых цилиндров индивидуально управляет каждым из электрических башмаков,
при этом каждый из двухходовых цилиндров выполнен с обеспечиванием возможности приложения давления к каждому из электрических башмаков для контакта с электродом, и
при этом каждый из двухходовых цилиндров выполнен с обеспечиванием возможности отвода каждого из электрических башмаков для обеспечения возможности скольжения электрода; и
монтажное кольцо, имеющее множество отверстий, равное по числу множеству двухходовых цилиндров,
при этом множество двухходовых цилиндров простирается через множество отверстий; и
гидравлический узел, содержащий
зажимное кольцо, имеющее центральное отверстие, выполненное с обеспечиванием возможности сопряжения с наружной поверхностью электрода,
при этом зажимное кольцо включает в себя подвижные относительно друг друга детали;
поджимающий цилиндр, выполненный с обеспечиванием возможности стягивания и ослабления зажимного кольца,
при этом поджимающий цилиндр сопрягается с деталями зажимного кольца; и
по меньшей мере один двухходовой цилиндр, выполненный с обеспечиванием возможности управления горизонтальным перемещением зажимного кольца и электрода.
13. Печь по п.12, в которой множество электрических башмаков гидравлически заклинено между токоподводящим основанием и контактной поверхностью, подводящей ток к электроду.
14. Печь по п.12, в которой при стянутом зажимном кольце упомянутый по меньшей мере один двухходовой цилиндр способен перемещать зажимное кольцо и электрод к печи на заданное расстояние.
15. Печь по п.12, в которой при ослабленном зажимном кольце упомянутый по меньшей мере один двухходовой цилиндр способен перемещать зажимное кольцо и электрод из печи на заданное расстояние.
16. Печь по п.12, в которой электрический ток от множества электрических башмаков распределяется равномерно вокруг электрода.
17. Печь по п.12, в которой температура, создаваемая подведенной посредством электрода энергией, примерно равномерна в любой данный момент времени.
18. Печь по п.12, в которой токоподводящее основание охлаждается.
19. Печь по п.12, в которой множество электрических башмаков электрически изолировано от монтажного кольца.
20. Печь по п.12, в которой гидравлический узел включает в себя три двухходовых цилиндра.
RU2011143866/02A 2009-03-31 2009-03-31 Держатель электрода в сборе и содержащая его печь RU2488056C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2009/038967 WO2010114525A1 (en) 2009-03-31 2009-03-31 Electrode holder assembly and furnace comprising same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011143866A RU2011143866A (ru) 2013-05-10
RU2488056C2 true RU2488056C2 (ru) 2013-07-20

Family

ID=41346062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011143866/02A RU2488056C2 (ru) 2009-03-31 2009-03-31 Держатель электрода в сборе и содержащая его печь

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8406268B2 (ru)
EP (1) EP2414762B1 (ru)
CN (1) CN102439388B (ru)
CA (1) CA2756911C (ru)
RU (1) RU2488056C2 (ru)
WO (1) WO2010114525A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184482U1 (ru) * 2018-01-30 2018-10-29 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Руднотермическая электрическая печь

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010033108A1 (en) 2008-09-16 2010-03-25 Alcoa Inc. Sidewall and bottom electrode arrangement for electrical smelting reactors and method for feeding such electrodes
DE102011054750B4 (de) * 2011-10-24 2014-08-21 Stego-Holding Gmbh Kühl- und Haltekörper für Heizelemente, Heizgerät und Verfahren zur Herstellung eines Kühl- und Haltekörpers
DE102011054752B4 (de) 2011-10-24 2014-09-04 Stego-Holding Gmbh Kühl- und Haltekörper für Heizelemente, Heizgerät und Verfahren zur Herstellung eines Kühl- und Haltekörpers
FI125074B (fi) * 2013-07-05 2015-05-29 Outotec Finland Oy Kiristyssylinteri elektrodinohjauslaitetta varten
CN105783530B (zh) * 2016-04-26 2017-11-03 西安聚能装备技术有限公司 一种用于真空自耗电弧炉辅助电极的夹紧及导电装置
LT3586569T (lt) * 2017-02-27 2022-02-10 Metso Outotec Finland Oy Elektrodo slydimo įtaisas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3898364A (en) * 1974-09-05 1975-08-05 Stanford A Hardin Combined suspension device for holding, contacting, slipping and torquing electric furnace electrodes
US4154974A (en) * 1977-09-16 1979-05-15 Lectromelt Corporation Clamp for arc furnace electrode
SU1169546A3 (ru) * 1982-04-23 1985-07-23 Арк Текнолоджиз Системс Лтд (Фирма) Электродный узел дуговой электропечи
RU1814752C (ru) * 1985-09-22 1993-05-07 Элкем А/С Электродный узел самоспекающегос электрода плавильной печи

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2778865A (en) * 1956-01-09 1957-01-22 Elektrokemisk As Suspension mechanism for continuous type electrodes and method of operation
US2845468A (en) * 1956-04-11 1958-07-29 Elektrokemisk As Electrode holders for electric smelting furnaces and method of operating the same
US2911455A (en) * 1956-04-13 1959-11-03 Sunrod Mfg Corp Electrode clamp
US2884475A (en) * 1957-07-12 1959-04-28 Elektrokemisk As Clamp members for supporting electrodes
US3189673A (en) * 1962-09-19 1965-06-15 Union Carbide Corp Electrode holder
US4646317A (en) * 1982-12-03 1987-02-24 Elkem A/S Electrode holder system for electrothermic smelting furnaces
CN1218900A (zh) * 1997-11-28 1999-06-09 北京兰斯节能技术开发中心 一种直流钢包精炼炉
CN200968779Y (zh) * 2006-11-01 2007-10-31 中国恩菲工程技术有限公司 不停电石墨电极压放装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3898364A (en) * 1974-09-05 1975-08-05 Stanford A Hardin Combined suspension device for holding, contacting, slipping and torquing electric furnace electrodes
US4154974A (en) * 1977-09-16 1979-05-15 Lectromelt Corporation Clamp for arc furnace electrode
SU1169546A3 (ru) * 1982-04-23 1985-07-23 Арк Текнолоджиз Системс Лтд (Фирма) Электродный узел дуговой электропечи
RU1814752C (ru) * 1985-09-22 1993-05-07 Элкем А/С Электродный узел самоспекающегос электрода плавильной печи

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184482U1 (ru) * 2018-01-30 2018-10-29 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Руднотермическая электрическая печь

Also Published As

Publication number Publication date
CN102439388A (zh) 2012-05-02
CA2756911C (en) 2017-08-29
RU2011143866A (ru) 2013-05-10
US20120140788A1 (en) 2012-06-07
CA2756911A1 (en) 2010-10-07
EP2414762B1 (en) 2016-01-13
WO2010114525A1 (en) 2010-10-07
US8406268B2 (en) 2013-03-26
CN102439388B (zh) 2013-11-06
EP2414762A1 (en) 2012-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2488056C2 (ru) Держатель электрода в сборе и содержащая его печь
US4228314A (en) DC Arc furnace hearth
US4685112A (en) Electrical connection device intended to be placed through the wall of an electrical direct-current metallurgical furnace
US8780952B2 (en) Roof system for electric arc furnace and method for manufacturing the same
KR100837747B1 (ko) 저항로
CN207678030U (zh) 电极把持器及工业硅炉
CN106282914A (zh) 加热腔室以及半导体加工设备
US5867523A (en) Electric furnace with conductive hearth
US2477077A (en) Electrode clamp
JPH01130493A (ja) 冶金用電気炉の炉壁電極
US4417345A (en) Holder for an electrode
US4610015A (en) Electrode assembly for arc furnaces
US6980580B2 (en) Electrode arrangement as substitute bottom for an electrothermic slag smelting furnace
US4446561A (en) Axially movable electrode holder for use in electric steel production
CN212573022U (zh) 一种电石炉电极把持器装置
RU2748222C1 (ru) Электроконтактное устройство для руднотермической печи с графитированным электродом
CN102455131A (zh) 矿热炉用柔环式电极把持器
US4119876A (en) Electrode structure for an electric discharge device
US2135408A (en) Electrode clamp
CA1198760A (en) Electrode holder for arc furnaces
US4720838A (en) Contact connection between a contact electrode and a cooling medium and a current supply lines for an electrical melting furnace
SU572082A1 (ru) Установка электрошлакового переплава
SU1336950A3 (ru) Электрод дл получени легких металлов электролизом расплава
US3585353A (en) Cylindrical contact electrode for supplying electric current to an element{13 especially pipes{13 heated by resistance heating
FI69950B (fi) Haollare foer en sjaelvsintrande elektrod i en elektrotermisk smaeltugn

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210401