专利名称：多电极石英熔融炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石英熔融炉。
石英矿的开采中，少量的石英呈晶体状被采掘出来，而大量的是呈石英碎块状态被采掘出来的。一般晶体状石英称之为天然水晶，而将石英碎块经熔融成坨冷却后所成的晶体称之为人造水晶。
生产人造水晶的石英熔融炉如附图2所示，它是一个装在一根转轴上可旋转的圆筒形炉体，炉体内放入待处理的石英碎块，盖上炉盖，炉盖上设一支直径为0.06-0.065米石墨电极棒，此电极棒直达炉底，电极棒两端设水套。然后在炉盖的周边均匀分布设置8-12只C形螺丝夹，将炉盖与炉体口边夹紧。这种操作费时费工，而且在炉体以180°作前、后向转动时会受高温熔融料的撞击而发生C形螺丝夹松动脱开，发生炉盖崩裂、电极撞断的危险。单支电极的上端与设在炉底下的接线柱上通入近4000安倍的40V低压电流，电流与炉体是绝缘的。熔融时先通过电动机与辅助装置使炉体从垂直状态先偏转90°，再每隔30分钟将炉体反转180°，依此一前一后共转动6-8小时，即可将电极周围的石英碎块均匀加热到全部熔融成坨。由于熔炉的直径一般在1米以上，而一支石墨电极的直径仅有0.06米，所以全靠石墨电极的传导热使石英料熔融。由于单支电极的传热速度慢，效率低，且单支电极通过4000安倍的大电流，使处于炽热状态下的石墨电极的机械强度下降，极易使电极表面的石墨脱落，从而污染了待熔融料，使成品的一等品率降低。使成品一等品率下降的另一个原因是炉体内待熔石英料的周围设有一圈石英料废渣作保温层，在炉体前后转动时会发生废渣混入待熔料中。由于炉体作的前后180°转动时，熔融的石英料会在炉体内滚动，于是经常发生熔料撞断电极和撞碎炉盖的现象，使生产很不安全。
在完成熔融之后，先使熔炉垂直，松开C形螺丝夹，吊起熔炉盖，则电极棒也同时被取出，转动熔炉使之倾斜，则熔融石英坨会滚出落地即为成品，这种加热方式所得的一等品率为50-60％。
本实用新型的目的是针对上述单极石英熔融炉结构上的不足，提供一种多电极石英熔融炉。这种熔融炉不设炉盖，仅有一个插有3-12根石墨电极棒的水套。由此使石英熔融炉在熔融过程中不必使炉体定时作前、后180°的转动，从而增加了操作的安全性，也提高了成品的一等品率，又降低了电耗与生产成本。
本实用新型是这样实施的在一根可转动的轴上装一个圆筒形的熔融炉体，熔融炉口上设一盘状水套，水套上插有3-12根可直插到炉底的石墨电极，水套固定在石墨电极上。石墨电极顶端用可导电的水套铰链式电极夹夹紧，电极夹上接有电缆，以钢制炉体为电导体，在炉体外装有接线柱接通电路，使石墨电极棒与炉体形成电流回路。
水套铰链式电极夹的结构是一对半圆形的可夹紧电极棒的夹子，其一端是铰链，另一端是可插入螺栓的夹紧端；夹子是空心的，上面装有进、出水管，在夹紧端的螺栓上可固定电缆。
以1米直径的1吨熔融炉为例，操作时先将石墨电极棒与盘状水套连结成一体的加热装置用电动葫芦吊起。在熔融炉体内放入一个圆管，在圆管的内部加入待熔融石英碎块，在圆管的外部加入保温用石英废渣，使炉壁与熔融石英料之间有10公分厚的保温层，在熔融操作中限定保温层不得熔融。然后拔出圆管，将水套电极加热装置的电极插入待熔石英砂中，使石墨电极棒直插入熔融炉的底部，然后接通40V的低压电流。由于采用6根直径仅为0.04米的石墨电极棒，其最大电流仅为400-700安倍。因这种石墨电极的数量多、直径小，所以发热均匀，传热快，使每炉的石英熔融时间缩短至5-7小时；采用水套式组合电极与水套铰链式电极夹可使电极的电流密度提高近10倍，最终使每熔融一炉产品所耗电能比原单极熔炉耗电下降10％。
由于电极直径缩小，最大电流下降，则电流对电极的侵蚀作用减小；多极熔炉只有在熔融过程结束时才作一次炉体转动，以便于倒出成品坨，所以炉体在操作中始终是水平状态的，就避免了熔融坨与保温层、石墨电极间的撞击，基于这些因素使成品的一等品率达到65％以上。
由于多极熔融炉可直接由35KV或10KV的高压电源，经降压变压后获得低压电流的电极电路连接采用星形连接法的三倍电极，将钢制炉体作为Y接星点，而构成三相低压绕组的电流通道。因熔炉属三相平衡负载，所以此星点的对地电位几乎为零，则操作十分安全，对供电网路也有利。
多极石英熔融炉的结构可适用于处理1-5吨待熔石英料的规模。
采用多极石英熔融炉后的经济、社会效益是因炉体在熔融中不再前后作180°的前后转动，为提高产品质量和安全生产创造了条件。采用多支较细的石墨电极和水套铰链式电极夹、电极水套使单位生产耗电量下降10％，一等品率提高至65％以上，生产成本也明显下降。
下面将结合附图对本实用新型所述的多电极石英熔融炉作详细的阐述。
附
图1是多电极石英熔融炉的结构示意图；附图2是单电极石英熔融炉的结构示意图；附图3是多电极石英熔融炉的水套铰链式电极夹结构示意图；附图4是多电极石英熔融炉的三倍电极电路连接法示意图。
参照附
图1，多电极石英熔融炉是在一根可转动的轴1上装一个圆筒形的熔融炉体2，熔融炉口上设一盘状水套3，水套3上插有3-12根可直插到炉底的石墨电极4，水套3固定在石墨电极4上。石墨电极4顶端用可导电的水套铰链式电极夹5夹紧，电极夹5上接有电缆6，以钢制炉体2为电导体，在炉体外装有接线柱7接通电路，使石墨电极棒4与炉体2形成电流回路。
参照附图3水套铰链式电极夹5的结构是一对半圆形的可夹紧电极棒的夹子8，其一端是铰链9，另一端是可插入螺栓7的夹紧端；夹子8是空心的，上面装有进、出水管10，在夹紧端的螺栓7上可固定电缆6。
参照附
图1、附图3以1米直径的1吨熔融炉为例，操作时先将石墨电极棒4与盘状水套3连结成一体的加热装置用电动葫芦吊起。在熔融炉体2内放入一个圆管，在圆管的内部加入待熔融石英碎块，在圆管的外部加入保温用石英废渣，使炉壁与熔融料之间有10公分厚的保温层，在熔融操作中限定保温层不得熔融。然后拔出圆管，将水套电极加热装置的电极4插入待熔石英碎块中，使石墨电极棒4直插入熔融炉2底部，然后接通40V的低压电流。由于采用6根直径仅为0.04米的石墨电极棒4，其最大电流仅为400-700安倍。因这种石墨电极4的数量多、直径小，所以发热均匀，传热快，使每炉的石英熔融时间缩短至5-7小时；采用水套式组合电极与水套铰链式电极夹的使用使电极4的电流密度提高近10倍，最终使每熔融一炉成品所耗电能比原单极熔炉耗电下降10％。
由于电极4的直径缩小，最大电流下降，则电流对电极4的侵蚀作用减小；多极石英熔融炉只有在熔融过程结束时才作一次炉体2转动，以便于倒出成品坨，所以炉体2在操作中始终是水平状态的，就避免了熔融坨与保温层、石墨电极4间的撞击，基于这些因素使成品的一等品率达到65％以上。
参照附图4由于多极熔融炉可直接由35KV或10KV的高压电源，经降压变压后获得26V-50V的低压电流的电极电路连接采用星形连接法的三倍电极，将钢制炉体2作为Y接星点，而构成三相低压绕组的电流通道。因熔炉2属三相平衡负载，所以此星点的对地电位几乎为零，则操作十分安全，对供电网路也有利。
多极熔融炉的结构可适用于处理1-5吨待熔石英料的规模。
采用多极石英熔融炉后，使炉体在熔融中不再前后作180°的转动，为提高产品质量和安全生产创造了条件。采用多支较细的石墨电极和水套铰链式电极夹、电极水套使单位生产耗电量下降10％，一等品率提高至65％以上。
权利要求1.多电极石英熔融炉是由炉体、电极棒、炉体转动装置构成的，其特征在于在熔融炉(2)口上设一盘状水套(3)，水套(3)上插有3-12根可直插到炉底的石墨电极棒(4)，水套(3)固定在石墨电极(4)上，石墨电极(4)顶端用可导电的水套铰链式电极夹(5)夹紧，电极夹(5)上接有电缆(6)。
2.根据权利要求1的多电极石英熔融炉，其特征在于水套铰链式电极夹(5)是一对半圆形的夹子(8)，其一端是铰链(9)，另一端是可插入螺栓(7)的夹紧端；夹子(8)是空心的，上面装有进、出水管(10)，在夹紧端的螺栓(7)上可固定电缆(6)。
3.多电极石英熔融炉，其特征在于将35KV、10KV的高压电源，经降压变压后获得26V-50V的低压电流，用导线和石墨电极(4)与钢制炉体(2)连接而构成三相低压绕组的电流通道。
专利摘要多电极石英熔融炉的熔融炉口上设一插有多根电极的盘形水套,电极直插到炉底,石墨电极顶端用可导电的水套铰链式电极夹夹紧,电极夹上接有电缆。水套铰链式电极夹是一对空心的半圆形的夹子,上面装有进、出水管。熔融炉采用35KV或10KV的高压电源,经降压变压后获得26V－50V低压电流,与石墨电极、钢制炉体连接成三相低压绕组。采用多极石英熔融炉,炉体在熔融中呈水平状态,不再作前后转动;其单位生产耗电量比单极炉下降10%,一等品率提高至65%以上。
文档编号C03B20/00GK2380565SQ9922860
公开日2000年5月31日 申请日期1999年6月10日 优先权日1999年6月10日
发明者邱志坚, 周鸿源, 刘永磊, 王汝范, 伏惠亮 申请人:连云港市高智机电科学研究所有限公司