專(zhuān)利名稱(chēng)：直流電弧爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電弧爐，具有至少一個(gè)電極，它固定在爐子內(nèi)部并可以補(bǔ)充送進(jìn)，以補(bǔ)償電極燒損，在爐內(nèi)還有一對(duì)應(yīng)電極，例如爐底電極。帶一電極座和一補(bǔ)充送進(jìn)裝置的整個(gè)電極條作為懸掛系統(tǒng)安裝在爐臺(tái)或爐子上方的一框架上。
通常為了熔化廢鋼，直流電弧爐配備至少一個(gè)設(shè)置在中央的電極以及至少一個(gè)爐底電極，以促使電流流過(guò)鋼熔液。已知借助于一支架結(jié)構(gòu)固定和引導(dǎo)從上方伸入下?tīng)t缸內(nèi)的電極，支架結(jié)構(gòu)側(cè)向安裝在爐子旁邊，并成L形在爐蓋上方延伸。借助于支架使電極垂直地移入爐內(nèi)，并在那里補(bǔ)充送進(jìn)，以補(bǔ)償電極頭的消耗，因?yàn)闉榱藸t子裝料，例如裝入廢鋼，爐蓋轉(zhuǎn)開(kāi)，電極借助于該支架結(jié)構(gòu)同樣可從爐中移出。例如由DE 3640298 A1或DE 19526161 C2已知這種支架結(jié)構(gòu)。
在還原爐時(shí)已知，電極條連同電極座夾持器設(shè)置在爐蓋上方，例如如DE 4342511 A1中所述。根據(jù)這些資料伸入爐內(nèi)的電極被補(bǔ)充送進(jìn)裝置的夾緊環(huán)夾緊，補(bǔ)充送進(jìn)裝置通過(guò)一升降缸支承在一框架上。在框架上固定一電極座夾持器。在它上面安置一電極夾緊環(huán)，它同樣夾緊電極，框架通過(guò)一調(diào)整油缸支承在調(diào)整和維修臺(tái)上。電極也可以通過(guò)補(bǔ)充送進(jìn)裝置重新退回。
在已知直流電弧爐的支架結(jié)構(gòu)中需要大的支架行程，以便夾緊新接入的電極件。由于直流運(yùn)行引起的振動(dòng)使固定和引導(dǎo)電極的支架附加地受到振動(dòng)。支架的這種振動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致電極在爐蓋密封處不可控的運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果是發(fā)生磨損，從而造成不密封性。
此外在電極補(bǔ)充送進(jìn)或接入時(shí)中斷了向爐子的能量輸入。其次爐子起重裝置需要大的承載力，以便在補(bǔ)充送進(jìn)和接長(zhǎng)時(shí)夾持電極。
由此出發(fā)本發(fā)明的目的是，在直流運(yùn)行的電爐中避免在補(bǔ)充送進(jìn)或接入過(guò)程中的功率損失，并且改善特別是爐子在以高濃度一氧化碳?xì)夥者\(yùn)行時(shí)電極在爐蓋處的密封性。
這個(gè)目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的爐子實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。
本發(fā)明的基本構(gòu)想是，對(duì)于直流電弧爐采用對(duì)于還原爐典型的交流電極條或典型的電極的電極條設(shè)計(jì)。電極條主要由一電極座和補(bǔ)充送進(jìn)裝置組成，該補(bǔ)充送進(jìn)裝置安裝在一設(shè)置在爐子上方的爐臺(tái)或框架上。
通過(guò)這種電極條可以使電極補(bǔ)充送進(jìn)以及退回，而不必中斷爐子的能量輸入，并且不必使用重的器械，如爐子間起重機(jī)。相應(yīng)地對(duì)于連接一新的電極件也一樣。在向爐內(nèi)輸入能量的同時(shí)可以繼續(xù)補(bǔ)充送進(jìn)和接入。這意味著熔化物較大的產(chǎn)量，因?yàn)椴惶枰ㄆ谕t，從而不必中斷運(yùn)行過(guò)程。
通過(guò)采用電極條避免電極振動(dòng)以及與支架一起出現(xiàn)的不希望的水平運(yùn)動(dòng)。這促使電極在爐蓋內(nèi)更好的密封，這對(duì)于特別是具有高濃度的一氧化碳?xì)夥諘r(shí)爐子可靠地運(yùn)行證明是有利的。
現(xiàn)有直流電弧爐可以用這種電極條代替支架改裝，這里可以采用電子還原爐或電極條的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。
按照一種優(yōu)選實(shí)施方式電極條做成懸掛系統(tǒng)并懸掛安裝在爐臺(tái)上，但是本發(fā)明也包括，電極條支承在爐臺(tái)或框架上。
尤其是電極條的電極也可以做成空心電極，借助于它可以將爐料，例如細(xì)爐料送入爐內(nèi)。
下面借助于一個(gè)實(shí)施例通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明附圖表示

圖1本發(fā)明的直流電弧爐連同一對(duì)于還原爐典型的電極條的側(cè)視圖；圖2按圖1的電極條的懸掛系統(tǒng)的細(xì)節(jié)圖；圖3圖2的A-A剖視圖；圖4圖3的B-B剖視圖。
圖1表示一用直流電工作的電弧爐1。它主要包括一下?tīng)t缸2和一具有中央蓋心4的爐蓋3，下?tīng)t缸2借助于框架結(jié)構(gòu)5固定安裝在支柱6上。爐壁7在內(nèi)側(cè)用耐火材料8涂膜，在爐底9上設(shè)置兩個(gè)爐底電極10、11，電極12從上方伸入爐子內(nèi)部，電極不像這種類(lèi)型的普通爐子一樣固定在一安裝在爐子旁邊的支架上，而是固定在一固定在爐臺(tái)13上的電極條14上，在所示實(shí)施例中電極條做成懸掛系統(tǒng)15。電極條14固定在一導(dǎo)引框架16上，它沿爐臺(tái)13安裝在爐1的上方。
帶有電極條14的直流電弧爐1尤其是可以作為還原爐用來(lái)制造用于鉻鐵、錳鐵和其它鐵合金的以及用于非鐵(材料)排渣過(guò)程的含TiO2的爐渣，為此在爐內(nèi)裝入爐料，例如以砂子的形式的鈦鐵礦，作為基本產(chǎn)品，而且通過(guò)做成空心電極的電極裝入。鈦鐵礦和還原劑混合和熔化，接著在還原時(shí)形成的、和爐底電極一起構(gòu)成擴(kuò)大的陽(yáng)極的生鐵通過(guò)側(cè)面的爐口17推出。爐料貯存在爐臺(tái)13上方的容器18內(nèi)，并通過(guò)垂直的或側(cè)面的裝料管19a、b通過(guò)空心電極12裝入爐子內(nèi)部。
圖2中詳細(xì)示出了電極條的各個(gè)構(gòu)件。導(dǎo)引框架16在電極一側(cè)包括一導(dǎo)向滾輪20，以避免電極12在補(bǔ)充送進(jìn)時(shí)的歪斜。懸掛系統(tǒng)15一方面由液壓操縱的電極調(diào)整油缸21、22組成，它們承擔(dān)整個(gè)電極條14懸掛的任務(wù)，它們?cè)谟透滓粋?cè)通過(guò)連接元件23、24懸掛固定在導(dǎo)引框架16上，并沿電極縱軸線延伸。連接元件23、24緊固在導(dǎo)引框架16內(nèi)，其活塞25、26的末端與電極12的夾緊環(huán)27固定連接，在該夾緊環(huán)27上背向爐的一側(cè)上安裝兩個(gè)雙作用液壓升降缸28、29，第一個(gè)或上面的補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)30可通過(guò)它們沿電極縱軸線液壓移動(dòng)，這里油管用31、32表示。通過(guò)夾緊環(huán)27將電流引入電極12。為此電流輸入線33通過(guò)一開(kāi)抗剛性后面柔軟的導(dǎo)線引到夾緊環(huán)27上。按照?qǐng)D2的細(xì)節(jié)圖它也可以是兩條電流輸入線33a、b。
借助于圖3和4的細(xì)節(jié)圖可以清楚看出下夾緊環(huán)27的工作原理，下夾緊環(huán)27，同時(shí)也用作第二個(gè)補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)，它包括一供電爪34以及兩個(gè)夾緊爪35、36，它們可以不同強(qiáng)度地壓緊在電極外圍表面上。為此夾緊環(huán)27配備一液壓壓緊元件37。在第一壓緊階段時(shí)夾緊爪35、36貼合在電極表面上，使電流可以從電流輸入線有效地流入。但是在這種壓緊狀態(tài)下電極可以被擠壓，穿過(guò)夾緊環(huán)27。在第二壓緊階段時(shí)夾緊爪35、36借助伸出的壓緊元件37牢固夾緊電極表面，使得單單夾緊環(huán)27便可固定電極。
下面介紹本發(fā)明的直流電弧爐1中補(bǔ)充送進(jìn)過(guò)程的功能。電極12插入爐子內(nèi)部，并借助于懸掛系統(tǒng)15固定，電極12穿過(guò)導(dǎo)引框架16和蓋心4伸入爐1內(nèi)。由圖2可見(jiàn)，爐蓋穿通口用一密封件38相對(duì)于電極外圍面密封。開(kāi)始時(shí)電極由上補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)30固定?，F(xiàn)在如果電極12應(yīng)該補(bǔ)充送進(jìn)，那么這個(gè)補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)30便松開(kāi)，并通過(guò)雙作用升降缸28、29的移出向上朝導(dǎo)引框架16方向移動(dòng)補(bǔ)充送進(jìn)行程X。用這種方法加大了夾緊環(huán)27和補(bǔ)充送進(jìn)30之間的距離，接著補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)30在移出位置上重新夾緊電極12。通過(guò)壓緊元件37的卸壓使夾緊環(huán)27過(guò)渡到第一壓緊階段。而在此期間電流照樣可以流通，電極可通過(guò)升降缸28、29的退回和補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)30與夾緊環(huán)27之間距離的縮小更深地插入爐內(nèi)，而且穿過(guò)松開(kāi)的夾緊環(huán)27。這時(shí)電極12沿導(dǎo)引框架16的導(dǎo)向滾輪20和爐蓋穿通口的密封件38垂直滑行。當(dāng)補(bǔ)充送進(jìn)過(guò)程結(jié)束時(shí)，夾緊環(huán)27以較大的壓緊力重新夾緊電極12。
總而言之通過(guò)一支承在爐子上方的電極條代替支架結(jié)構(gòu)證明對(duì)于直流電弧爐是非常優(yōu)良的，其中可以不關(guān)掉爐子補(bǔ)充送進(jìn)電極，最終提高產(chǎn)量。比較而言這種系統(tǒng)工作比較均勻，從而有效率和經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)消除迄今為止的振動(dòng)，減小導(dǎo)向件或密封件、特別是爐蓋上的磨損。由于較高和長(zhǎng)久的密封性拉高了在一氧化碳生產(chǎn)方法時(shí)不安全性。
附圖標(biāo)記表1直流電弧爐 20導(dǎo)向滾輪2下?tīng)t缸 21電極調(diào)整油缸3爐蓋22電極調(diào)整油缸4蓋心23連接元件5框架結(jié)構(gòu)24連接元件6支柱25活塞末端7爐壁26活塞末端8耐火材料27電極夾緊環(huán)或下補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)9爐底28升降缸10爐底電極 29升降缸11爐底電極 30第一或上補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)12電極 31油管13爐臺(tái) 32油管14電極條 33電流輸入線(33a和b)15懸掛系統(tǒng) 34電流輸入爪16導(dǎo)引框架 35夾緊爪
17出料口 36夾緊爪18容器37壓緊元件19垂直裝料管或側(cè)裝料管38密封件
權(quán)利要求
1.直流電弧爐(1)，具有至少一個(gè)電極(12)，它固定在爐內(nèi)，并可補(bǔ)充送進(jìn)，以補(bǔ)償電極燒損，在爐內(nèi)還具有對(duì)應(yīng)電極(10、11)，例如一爐底電極，其特征為帶有一電極座和一補(bǔ)充送進(jìn)裝置的整個(gè)電極條(14)安裝在一爐臺(tái)(13)或爐子(1)上方的框架上。
2.按權(quán)利要求1的直流電弧爐，其特征為所述電極條(14)作為懸掛系統(tǒng)(15)懸掛安裝在設(shè)置在爐子上方的爐臺(tái)(13)或框架上。
3.按權(quán)利要求1或2的直流電弧爐，其特征為所述懸掛系統(tǒng)(15)包括-一安裝在爐臺(tái)(13)上的電極(12)導(dǎo)引框架(16)，-沿電極軸線延伸的電極調(diào)整油缸(21、22)，它們?cè)谟透滓粋?cè)懸掛固定在導(dǎo)引框架(16)上，并在爐子一側(cè)通過(guò)其活塞(25、26)與一電極夾緊環(huán)(27)連接，其中該夾緊環(huán)(27)按兩個(gè)壓緊階段工作，升降缸(28、29)，它們支承在該夾緊環(huán)(27)上，通過(guò)升降缸(28、29)，第一電極補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)(30)可在電極調(diào)整油缸(21、22)范圍內(nèi)沿電極軸線移動(dòng)，其中為了電極(12)的補(bǔ)充送進(jìn)，第一電極補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)(30)松開(kāi)并借助于升降缸(28、29)向上移動(dòng)，接著第一電極補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)(30)重新夾緊電極(12)并將它固定，電極(12)通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)沿相反方向補(bǔ)充送進(jìn)到爐內(nèi)。
4.按權(quán)利要求3的直流電弧爐，其特征為所述夾緊環(huán)(27)與一電流輸入線(33)連接，從而將電流引入電極，在夾緊環(huán)(27)內(nèi)集成一液壓壓緊元件(37)，它按兩個(gè)壓緊階段工作，其中在第一壓緊階段時(shí)夾緊環(huán)(27)與電極這樣地接觸，使電流流入電極，并且電極(12)可穿過(guò)夾緊環(huán)(27)補(bǔ)充送進(jìn)到爐內(nèi)，在第二壓緊階段時(shí)電極(12)被第二個(gè)補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)意義上的夾緊環(huán)(27)固定，而第一個(gè)補(bǔ)充送進(jìn)環(huán)(30)松開(kāi)。
5.按權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)的直流電弧爐，其特征為所述電極(12)是一空心電極，爐料通過(guò)此空心電極裝入爐(1)內(nèi)。
6.一種按權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的直流電弧爐(1)的應(yīng)用，其特征在于用來(lái)加工含TiO2的用于顏料工業(yè)的后續(xù)處理的爐渣，其中含鈦礦石，如砂子形狀的鈦鐵礦，作為原始產(chǎn)品裝入爐內(nèi)，并與還原劑混合，借助于電極的能量熔化和還原。
7.一種按權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的直流電弧爐的應(yīng)用，其特征在于用來(lái)加工鐵合金，如鉻鐵和錳鐵，或用于非鐵物質(zhì)的爐渣處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流電弧爐(1)，它具有一電極(12)，此電極固定在爐子內(nèi)部并且可以補(bǔ)充送進(jìn)以補(bǔ)償燒損，爐內(nèi)還具有一對(duì)應(yīng)電極(10、11)，例如爐底電極。為了避免這種爐子中在電極補(bǔ)充送進(jìn)或接入時(shí)的功率損失并改善電極在爐蓋內(nèi)的密封性，提出，帶一電極座和一補(bǔ)充送進(jìn)裝置的整個(gè)電極條(14)安裝在一爐臺(tái)(13)或一爐子(1)上方的框架上。
文檔編號(hào)C21C5/00GK1830230SQ200480021408
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月4日
發(fā)明者H·－E·勒姆布根, J·昆策, K·-H·庫(kù)默, H·施米登 申請(qǐng)人:Sms迪馬格股份公司