专利名称：一种直流电弧感应炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金设备技术领域，尤其涉及钢铁冶炼用的感应炉。
背景技术：
目前普遍应用的非真空感应炉一般是用来熔化废钢的。它的操作工艺是首先将一定量的废钢(块状)加入到感应炉内，然后通电进行熔化。由于废钢的大小和形状不一，很容易造成所谓的“架桥”现象。由于架桥而造成冶炼时间加长，钢的氧化量增大，产品的收得率降低，电耗高，生产成本增加。另外，由于架桥，操作者必须进行人工捣料，从而造成炉衬的损耗加大，炉龄降低，因此，就造成了生产成本增加，工人的劳动强度增加，生产效率降低。而且非真空感应炉通常不具有钢水精炼功能，冶炼的钢水通常洁净度低，产品质量较差。直流电弧炉通常是用来熔化废钢和(或)用来精炼钢水的，它的不足之处是熔池的搅拌强度低，冶金反应动力学条件差，钢中的非金属夹杂物较高。
发明内容
为了克服直流电弧炉和感应炉各自的缺点而保留它们各自的优点，本实用新型提供一种具有直流电弧加热和感应加热、同时具有电磁加热功能的直流电弧感应炉。
本实用新型的直流电弧感应炉在炉底安装炉底导电砖和大电流底阳极，底阳极采用水冷结构，底阳极与导电砖固定为一体成为同一导电体，即底阳极导电砖。底阳极经水冷电缆与整流柜的阳极相连。导电砖上安装有底吹透气塞，可向钢水中吹入惰性气体。顶阴极装在升降杆上，升降杆上升和下降速度可调，顶阴极通过水冷电缆与整流柜的阴极相连。当感应炉内的钢水熔化并达到加热精炼温度时，中频电源断电，停止感应加热，启动直流整流电源，操纵控制系统使顶阴极的石墨电极下降使其下端接近钢水表面直至起弧加热，电流和电压的大小可采用手动和自动两种方式进行控制。除对钢水进行加热外，直流电弧加热还可以与感应加热同时工作，同时对固态废钢进行加热和熔化。该设备既可以缩短冶炼时间，又能有效防止废钢架桥。
由于设置了直流电弧加热系统，因此采用该设备可以模拟LF炉精炼钢水，避免了因炉子太小，热容小，温降快而造成钢水冻至无法进行精炼这一技术难题；采用单相直流加热方式，电弧平稳、噪音小，与采用三相交流电极相比，可避免因炉口径小，造成电极过于拥挤，包衬寿命低，难于控制的问题；由于该直流电弧炉直接安装在中频感应炉上，所以一旦因某种原因造成钢水温度过低甚至钢水“冻”至炉内时，可重新启动中频电源对钢水进行加热，确保钢水不会“冻”包；感应加热和直流加热可同时进行，可有效缩短冶炼时间，防止废钢架桥，而且不会对钢水增碳，确保钢水质量。
底阳极导电砖底部安装底吹透气塞，可向炉内吹入惰性气体如氩气对熔池进行搅拌，气量大小可调，关闭自如，即使完全关闭气体，透气塞也不会堵塞。
本实用新型的直流电弧感应炉整合了直流电弧炉和感应炉的优点而克服了它们各自的缺陷，具有直流加热和感应加热功能，同时具有电磁加热的功能。该设备除适合各大钢铁企业及技术中心、科研院所模拟LF炉进行钢水精炼外，也适合一些特殊企业如铸造企业生产的需要。同时利用该设备可以进行埋弧造渣精炼和底吹氩气搅拌，实现LF炉的功能，进行有效的脱硫、脱氧和去除非金属夹杂物，冶炼洁净钢。采用本实用新型的直流电弧感应炉可有效地缩短冶炼时间，防止废钢架桥，节能降耗，铁合金的用量减少，铁合金的收得率提高，产品的收得率也显著提高，生产效率提高，工人的劳动强度降低。
附图为本实用新型直流电弧感应炉结构示意图，图中包括1整流柜、2顶阴极铜排、3顶阴极水冷电缆、4夹持器、5顶阴极、6炉帽、7钢水、8坩埚、9感应线圈、10底阳极导电砖、11底吹透气塞、12底气管道、13中频导电铜排和水冷电缆、14底阳极水冷电缆、15底阳极铜排、16中频电源柜、17阀门站。
具体实施方式
如附图所示，本实用新型的直流电弧感应炉包括整流柜1、顶阴极铜排2、顶阴极水冷电缆3、夹持器4、顶阴极5、炉帽6、坩埚8、感应线圈9、底阳极导电砖10、底吹透气塞11、底气管道12、中频导电铜排和水冷电缆13、底阳极水冷电缆14、底阳极铜排15、中频电源柜16。在直流电弧感应炉的坩埚8的外壁设置感应线圈9，感应线圈9通过中频导电铜排和水冷电缆13与中频电源柜16的电源连接，熔炼时能对坩埚内炉料进行感应加热；在炉底安装炉底导电砖和大电流底阳极，底阳极采用水冷结构，底阳极与导电砖固定为一体成为同一导电体，即底阳极导电砖10；底阳极导电砖10经底阳极水冷电缆14与整流柜1的底阳极铜排15相连；顶阴极5采用石墨电极，竖直穿过炉帽6中心位置，固定在升降杆的夹持器4上，升降杆上升和下降速度可调，顶阴极5下端位于坩埚内部，能接近钢水7表面，上端通过顶阴极水冷电缆3与整流柜1的顶阴极铜排2相连。当需要对炉料进行直流电弧加热，例如精炼时，启动直流整流电源，操纵控制系统使顶阴极的石墨电极下降使其下端接近钢水表面直至起弧加热，电流和电压的大小可采用手动和自动两种方式进行控制。除对钢水进行加热外，直流电弧加热还可以与感应加热同时工作；底吹透气塞11穿过炉底导电砖中心部位，上端口与坩埚8内部连通，下端口与底气管道12连接，可以向坩埚内炉料进行底吹供气，底气管道12来自阀门站17。
权利要求1.一种直流电弧感应炉，包括整流柜、顶阴极铜排、顶阴极水冷电缆、夹持器、顶阴极、炉帽、坩埚、感应线圈、底阳极导电砖、底吹透气塞、底气管道、中频导电铜排和水冷电缆、底阳极水冷电缆、顶阳极铜排、中频电源柜，其特征在于设置顶阴极和底阳极导电砖，顶阴极上端通过顶阴极水冷电缆与整流柜的顶阴极铜排相连，下端位于坩埚内部，底阳极导电砖安装于炉底，经底阳极水冷电缆与整流柜的顶阳极铜排相连。
2.按照权利要求1所述的直流电弧感应炉，其特征在于底阳极导电砖由底阳极与导电砖固定为一体构成。
专利摘要一种直流电弧感应炉，设置顶阴极和底阳极导电砖及底吹透气塞等部件。底阳极导电砖经底阳极水冷电缆与整流柜的底阳极铜排相连；顶阴极采用石墨电极，下端位于坩埚内部，能接近钢水表面，上端通过顶阴极水冷电缆与整流柜的顶阴极铜排相连。采用该设备可以模拟LF炉精炼钢水，解决因炉子太小，热容小，温降快而造成钢水冻至无法进行精炼这一技术难题；可冶炼洁净钢。采用单相直流加热方式，可避免因钢包口径小，造成电极过于拥挤，包衬寿命低，难于控制的问题；可有效解决钢水“冻”包问题；感应加热和直流加热可同时进行，有效缩短冶炼时间，防止废钢架桥，而且不会对钢水增碳，确保钢水质量；可向炉内吹入惰性气体如氩气对熔池进行搅拌。
文档编号F27B14/06GK2859418SQ20052009155
公开日2007年1月17日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者姜周华, 沙骏, 张天彪, 余强, 孙国会 申请人:东北大学