专利名称：矿热电弧炉节能系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电弧冶炼炉，尤其涉及工业硅生产的矿热电弧炉的节能系统。
背景技术：
电弧炉(还原电炉)，也称矿热炉，矿热电弧炉可分成有色冶炼、黑色冶炼、铁合金冶炼等。铁合金冶炼专用交流还原电炉是电阻电弧炉，它主要用于还原冶炼矿石，炭质还原剂及溶剂等炉料。其生产特点是常采用碳质(或镁质)耐火材料做炉衬，使用自焙电极，电极插入炉料里实行埋弧操作，陆续加料，间歇式出料、出渣，连续操作。矿热电弧炉广泛用于冶金工业，化学工业及磨料工业中，冶炼的主要品种有硅铁、工业硅、硅钙合金、高碳锰铁、锰铁合金、高碳铬铁、硅铬合金及稀土合金等。此外用于冶炼生铁、电石、黄磷、镍冰及刚玉等产品。矿热电弧炉由于冶炼过程时间短，反应剧烈，火焰高，冶炼瞬间放出大量的热和高温烟尘，产生大量热量，温度高达700°C以上，同时也消耗大量电能。矿热电弧炉冶炼过程是承担着高温下冶炼的任务，是一个高温的物理化学变化过程。生产品种及质量的好坏，电能及材料消耗的高低，技术及经济指标的好坏，不仅决定于原料质量和生产中冶炼的正确操作，同时还决定于整体设备，电气参数，工艺参数的正确选择。对专用变压器通过短网、混合组合式电极、炉壳向炉内输送电能及转换的效率与设计十分重要。
实用新型内容本实用新型旨在针对传统矿热电弧炉耗电过大，生产成本较高的上述缺陷，提供一种矿热电弧炉节能系统，采用本系统的矿热电弧炉较传统矿热电弧炉耗电小，生产效率高，工作稳定可靠，大大降低生产成本。同时也解决了烟罩及出铁口周围的散烟气排放。为了实现本实用新型的目的，提出一种矿热电弧炉节能系统，该系统包括炉体、拱形烟罩、出烟管道、加料系统和电极装置，所述拱形烟罩设置在炉体上方，电极装置穿过拱形烟罩插入炉体内，所述电极装置由电极组、电极升降机构、液压系统、电极夹持部及短网系统组成，所述的电极组为3项或3项以上电极为一组，3组或3组以上的电极组构成的复合组合电极；电极升降机构设置在电极组上方；每个电极组外罩电极壳；所述电极装置通过电极夹持部与电气设备相连，所述电气设备包括整流变压器、短网、整流柜、高低压电气设备和电控系统。所述炉体由钢制炉壳和耐火材料砌衬组成，炉体设置炉体旋转机构，旋转式炉体可烧垂直轴线作360°旋转或按120°角度往复旋转，所述炉体为圆形、矩形或扁椭圆形。所述拱形烟罩由电极孔、下料管、炉门、冷却水管组成，所述拱形烟罩为绝缘、混合材料的带有冷却水层的中空结构，用非磁性材料对地绝缘。所述加料系统由料仓、给料机、下料管组成，间歇或连续的向炉内补给炉料。[0011]所述复合组合电极的每一组电极包括筒形电极壳，筒内装三根或多根石墨电极或碳素电极，所述电极周围加电极糊；所述电极壳采用薄钢板制成的圆筒，圆筒外加有筋片， 所述电极壳上下口按直径对齐，上下壳的筋片成一垂直线。所述复合组合电极的电极壳的圆筒直径和圆筒内装有的石墨电极或碳素电极的根数根据冶炼产品品种不同以及电极材料导电率不同而设置，比如冶炼工业硅的所述圆筒直径为Φ 1250cm，变压器容量25500KWA电炉；筒内装有Φ 280 460的石墨电极三根或直径为Φ 1250cm，所述圆筒内装有Φ400 550的碳素电极三根；冶炼工业硅的所述圆筒直径为Φ 1360cm变压器容量为33000KW*A电炉，筒内装有Φ 300 500的石墨电极四根或直径为Φ 1360cm，所述圆筒内装有Φ400 600的碳素电极四根以上；冶炼电石的所述圆筒直径为1250cm，筒内装有Φ 280 460石墨电极三根以上或直径为Φ 1250cm，变压器容量为25500KW · A电炉筒内装有Φ400 550碳素电极四根以上。所述电极升降机构包括上气囊抱闸、下气囊抱闸、上平台、下平台和油缸，其中，上下气囊抱闸分别固定在上下平台上，所述上、下平台各有3个电极升降油缸。所述短网系统采用达到以下规格的部件水冷铜管2 4A/mm2、水冷电缆3 5A/ mm2、复合组合电极6 12A/cm2、复合组合电极与复合组合器接触面积电流2 9A/cm2、用导电通水铜管制作的汇流排式双布线集电环和混合组合水冷瓦夹紧电极壳装置组成的短网系统的单相电极，降低导体中电感和电抗。所电极夹持部为复合组合电极把持器系统，所述系统由非磁性压力环、组合接触装置、水冷母线铜管、冷却水集合管、风机、滑放装置、铜罩悬置管、立缸、螺形弹簧、接触装置、电极壳、电极壳筋片、水冷瓦、水冷大套、夹钳、油缸组成。根据上述结构特点，提出一种思想本实用新型目的的具体方案，矿热电弧炉节能系统采用的炉体的炉壳直径为9. 2m 10. 8m、高度为5. 2m 6. 8m ；容量为25500KV · A的电弧炉，所述变压器选型为3台单项X8500KV ·Α的全恒功率变压器，工作最低档时输出电流为67460Α ；所述复合组合电极采用的单项电极直径为Φ 1250cm,电极壳采用黑色薄钢板或不锈钢薄钢板制成，所述电极壳圆筒外加12根筋片，所述电极壳内装3根260cm 500cm 石墨电极和电极糊，电极中心距在2. 8m 3. 6m之间。本实用新型的矿热电弧炉适合使用于中型、大型电弧炉设备。其整流变压器在工作最低二次电压时输出电流全恒功率；短网系统采用大电流，低电压工作导体。电极采用复合组合电极，将电能直接送入熔炼池、坩锅区内，有利于调整复合组合电极插入深度，保障炉矿稳定长期运行作业。本实用新型的矿热电弧炉的节能系统，较传统电弧炉耗电小，生产效率高，工作稳定可靠，大大节约吨单耗消耗，降低生产运行成本，节能降耗、改变环境保护、推进科技进步与创新发展。
图1是本实用新型矿热电弧炉节能系统整体结构示意图；图2是矿热电弧炉三组电极组合结构示意图；图3是一组电级结构示意图；图4和图5是矿热电弧炉电极升降机构示意图；图6是电极把持器系统结构示意图。[0023]
权利要求1.一种矿热电弧炉节能系统，该系统包括炉体、拱形烟罩、出烟管道、加料系统和把持系统电极及提升装置，变压器及短网，所述拱形烟罩设置在炉体上方，电极及提升装置穿过拱形烟罩插入炉体内，其特征在于，所述电极装置由复合组合电极、电极升降机构、液压系统、电极把持变压器短网供电系统组成，所述的电极组每相为3相或3相以上电极为一组， 3组或3组以上的电极组构成的复合组合电极；电极升降机构设置在电极组上方；每个电极组外筒电极壳；所述电极装置通过电极夹持部与电气设备相连，所述电气设备包括整流变压器、短网、整流柜、高低压电气设备和电控系统。
2.根据权利要求1所述的矿热电弧炉节能系统，其特征在于，所述炉体由钢制炉壳和耐火材料砌衬组成，炉体设置炉体旋转机构，旋转式炉体可烧垂直轴线作360°旋转或按 120°角度往复旋转，所述炉体为圆形、矩形或扁椭圆形；所述拱形烟罩由电极孔、下料管、炉门、冷却水管、排烟管组成，所述拱形烟罩为绝缘、 混合材料的带有冷却水层的中空结构，用非磁性材料对地绝缘；所述加料系统由料仓、给料机、下料管组成。
3.根据权利要求1所述的矿热电弧炉节能系统，其特征在于，所述复合组合电极的每一组电极包括筒形电极壳，筒内装三根或多根石墨电极或碳素电极，所述电极周围加特制电极糊；所述电极壳采用薄钢板制成的圆筒，圆筒外加有筋片，所述电极壳上下口按直径对齐，上下壳的筋片成一垂直线。
4.根据权利要求1所述的矿热电弧炉节能系统，其特征在于，冶炼工业硅的圆筒直径为Φ 1250αιι;筒内装有Φ观0 460的石墨电极三根以上或直径为Φ 1250cm，所述圆筒内装有Φ400 550的碳素电极三根以上；冶炼工业硅的圆筒直径为Φ 1360cm，筒内装有 Φ 300 500的石墨电极三根以上或直径为Φ 1360cm，所述圆筒内装有Φ400 600的碳素电极三根以上；冶炼电石的所述圆筒直径为1250cm，筒内装有(j^80 460石墨电极三根以上或直径为Φ 1250cm，所述圆筒内装有Φ400 550碳素电极四根及四根以上。
5.根据权利要求1所述的矿热电弧炉节能系统，其特征在于，所述电极升降机构包括上气囊抱闸、下气囊抱闸、上平台、下平台和油缸，其中，上下气囊抱闸分别固定在上下平台上，所述上、下平台各有3个电极升降油缸。
6.根据权利要求1所述的矿热电弧炉节能系统，其特征在于，所述短网系统采用达到以下规格的部件水冷铜管2 4A/mm2、水冷电缆3 5A/mm2、复合组合电极6 12A/cm2、复合组合电极与复合组合器接触面积电流2 9A/cm2、用导电通水铜管制作的汇流排式双布线集电环和混合组合水冷瓦夹紧电极壳装置组成的短网系统的单相电极，降低导体中电感和电抗。
7.根据权利要求1所述的矿热电弧炉节能系统，其特征在于，所述的电极夹持部为复合组合电极把持器系统，所述系统由该系统由把持筒、非磁性及混合材料压力底部环、水冷电缆、导电铜管、炉内铜管、风机、滑放装置、接触装置、电极壳、电极壳筋片和油缸组成。
8.根据权利要求1-7之一所述的矿热电弧炉节能系统，其特征在于，所述炉体的炉壳直径为9. 2m 10. 8m、高度为5. 2m 6. 8m ；容量为25500KV-A的电弧炉，所述变压器选型为3台单项X8500KV · A的全恒功率变压器，工作最低档时输出电流为67460A ；所述复合组合电极采用的单项电极直径为Φ 1250cm,电极壳采用黑色薄钢板或不锈钢薄钢板制成， 所述电极壳圆筒外加12根筋片，所述电极壳内装3根260cm 380cm石墨电极和电极糊， 电极中心距在2. 8m 3. 6m之间。
专利摘要本实用新型提供一种矿热电弧炉节能系统，包括炉体上方设置的烟罩、与穿过烟罩的相通的出烟管道，烟罩的三相电极装置，与电极装置相连接的供电系统变压器及短网水冷电缆复合组合电极炉管，所述电极装置由电极把持部分及电极组组成，所述的电极组为三项及三项以上为一组的多项电极；电极夹把持电极壳内装有多项小电极，混合组合水冷瓦夹紧电极壳装置组成的短网单相电极。本实用新型针对传统电弧炉耗电过大，费用较高的缺陷进行改进，实现较传统电弧炉耗电小，生产效率高，工作稳定可靠，大大降低生产成本的效果。
文档编号F27B3/08GK202145085SQ20112005361
公开日2012年2月15日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者仇书芳, 张振海, 杨明生 申请人:张振海