专利名称：电磁双u底电极直流电弧炉的制作方法
技术领域：
本发明是钢、铁合金、有色金属的冶炼设备，是对直流电弧炉的改进。
直流电弧炉可克服交流电弧炉的一系列缺点，如三相不平衡，噪音大，短网附近导体内由于交变强磁场产生涡流发热，导线内电流集肤效应引起电阻增加损耗加大，电弧不稳定引起电压闪烁频繁，功率因数低等。本世纪70年代初大功率硅整流器问世后，各国竞相研制直流电弧炉。如瑞典ASEA和西德KRUPP联合研制的S.E炉(见《SEFurnaceSingleElectrodeDCArcFurnaceJointildevelopedbyASEAandKRUPP》)，西德M.A.N/BBC共同研制的UNARC炉(见《电炉》1987年第2期P.31)，法国CLECIM、日本NKK等都在致力于直流电弧炉的开发(见《电炉》1987年第6期P.34)。
上述直流电弧炉均采用底电极结构，使炉内电路呈轴对称形式，即炉体正中上方一根石墨电极接电源负极，炉底导电构造接电源正极，炉底导电部分称为底电极。
炉底电极的结构目前采用的有以下几种1.在炉底中央有一园形孔，在孔的下面装有封闭的法兰，在法兰上面固定两块水平的板，在板之间装有象透平机那样的空气导向叶片，大量的导电销固定在底板上，并垂直向上延伸，穿过两板之间的空气腔，穿过炉底耐火衬，直至金属熔池。冷却空气沿轴向流入空腔，靠导向叶片经导电销沿径向外逸。电流经底部的水平板进入导电销，穿过炉衬通金属熔池。
2.由一块大的园形紫铜板直接安放在炉底壳上。铜板上砌二至三层镁砂石墨砖，上面再由钢板包制的耐火砖砌成侵蚀衬，以保证其导电性能。铜板与水冷电缆相联，炉底由一装有轴流风机的空气导管冷却。
3.法国直流炉的底电极是安装在炉底耐火材料炉衬中的钢锭，其下端采用水冷却。(以上见《电炉》杂志1987年第2期P.32～34)上述已有技术的直流电弧炉，有以下缺点1)底电极与炉料接触不良时不能工作;
2)炉底烧坏后不能用耐火材料修补，只能整体更换;
3)对炉底监视疏忽可能发生穿底恶性事故;
4)炉底热损失大，降低了炉子的热效率;
5)为降低炉底电极温度要增加一套散热装置，增加了投资和能耗。
中国专利85203717.189104794.8″磁镜式直流电弧炉″虽然不用底电极，采用两根石墨电极向炉子供电，但由於增加了一根电极，石墨电极的消耗量增加，经济性差。
本发明的目的是要克服现有直流单电极炉在设置炉底电极方面存在的缺点，同时获得双电极直流炉不可能达到的电极消耗指标，为直流电弧炉的广泛运用开辟新路。
本发明对一根石墨电极的直流电弧炉的炉底进行了改进，采用由内外U形炉底组成的双U底电极结构，内U形炉底为导电炉底，在辐射式钢板上焊接垂直向上的钢质导电销，并用卤水镁砂打结成耐火层。外U形炉底为普通炉底。内U外U炉底通过上部边缘钢板连接在一起构成导电通路，因此无穿底事故之虞，且导电层与绝热层上下设置，大大减少炉底的热损失。
本发明的外U底电极的炉壳钢板直接与电源正极连通，故在底电极与炉料接触不良时，只需开启炉门，在炉门两侧的门架上横置一根钢棒，再由此钢棒向炉内架另一根钢棒即可使炉料与炉壳接通，电极即可与炉料引弧工作。待金属液面淹没底电极导电销端头后，即可拆除临时架设的钢棒。
本发明环绕底电极设置电磁线圈，在修补炉底时通电可产生强磁场，能使抛入的钢质导电销自动与旧销钉对正，使喷补的耐火材料层仍有良好的导电结构，新旧销钉在通电熔炼时会自行焊接或熔炼在一起，无接触不良之虞。电磁线圈采用水冷结构，除保证线圈散热外，尚可降低底电极的温度，使底电极正常工作。
本发明设置的上述电磁线圈，在精炼时通电产生的强磁场与熔池中的直流电流作用，可产生甚强的搅拌力，使金属液绕炉心旋转，加速冶金反应，缩短冶炼时间，保证熔池温度均匀、产品成份均匀，免除搅拌扒渣的艰苦劳动。
本发明设置的上述电磁线圈，在熔化期通电对废钢有向下的吸力，可减少棚料现象;并可迫使电弧旋转扩大穿井熔化范围，提高电弧与炉料的热交换效率，加速炉料熔化。
本发明具有生产效率高、耐火材料消耗少、冶金质量高、能源省、噪音小等优点，是较理想的节能型电弧炉。
本发明可以通过下述实施例加以说明。
图1是一种电磁双U底电极直流电弧炉的总图。
图2是炉体部分侧视剖面图。兼做摘要附图。
三相高压电源[1]经隔离开关[2]及真空断路器[3]与电炉变压器[4]的一次侧接通，电炉变压器的二次侧经硅整流装置[5]把交流电整为直流电，向电磁双U底电极直流电弧炉供电。电源负极通过电极夹持器[9]与炉子正中上方的石墨电极[10]相接，穿过炉盖[11]进入炉内，电源正极通过软铜电缆[8]、底电极接线板[18]和外U形炉壳[16]连接。外U形炉底为普通炉底构造，由镁砖层[14]和隔热填充层[15]组成。内U形炉底壳[17]和外U形炉底壳[16]上下布置，其上部边缘用钢板连接在一起，构成导电通路。在内U形炉底壳[17]上装有辐射式钢板并焊接垂直向上的钢质导电销[12]，导电销的周围用卤水镁砂打结成耐火层[13]。环绕底电极装有水冷电磁线圈[7]，由直流电源[6]向其提供激磁电流。
1-三相交流高压电源2-隔离开关3-真空断路器4-电弧炉用变压器5-硅整流装置6-直流电源7-电磁线圈8-软铜电缆9-电极夹持器10-石墨电极11-炉盖12-导电销13-打结耐火层14-镁砖层15-隔热填充层16-外U炉底壳17-内U炉底壳18-底电极接线板
权利要求
1.用于冶炼钢、铁合金、有色金属的电磁双U底电极直流电弧炉，其主电路是将三相高压电源经隔离开关及真空断路器和电炉变压器的一次侧接通，电炉变压器的二次侧经硅整流装置把交流电整为直流电，直流电源负极接炉子正中上方的石墨电极，直流电源正极接炉底电极，其特征在于所述的炉底电极是由内、外U形炉底组成的双U底电极，内U形炉底为导电炉底，外U形炉底为普通耐火材料炉底，内U形炉底和外U形炉底上下布置，其上部用钢板连接在一起，构成导电通路，内U形炉底壳上有垂直向上的钢质导电销，导电销的周围用耐火材料打结，环绕外U底电极装有电磁线圈，电磁线圈与直流电源连接。
2.按照权利要求1所述的电磁双U底电极直流电弧炉，其特征在于所述的导电销是焊接在内U形炉底壳上的辐射状钢板上。
3.按照权利要求1所述的电磁双U底电极直流电弧炉，其特征在于所述的导电销周围的耐火材料是用卤水镁砂打结成耐火层。
4.按照权利要求1所述的电磁双U底电极直流电弧炉，其特征在于所述的电磁线圈是水冷式电磁线圈。
全文摘要
本发明是对已有直流电弧炉的改进，采用一根石墨电极和双U形炉底电极结构。内U形炉底为导电炉底，外U形炉底为普通耐火材料炉底，其上部连接构成导电通路。环绕底电极设有电磁绕圈。本发明具有生产效率高、材料消耗低、冶金质量高、能源省、噪音小等优点，是一种较理想的节能型电弧炉。
文档编号F27B3/08GK1044851SQ9010086
公开日1990年8月22日 申请日期1990年2月20日 优先权日1990年2月20日
发明者王子燊 申请人:太原重型机器厂