專利名稱：作為用于電熱渣熔煉爐的替換底部的電極布置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于電熱渣熔煉爐的電極布置，具體而言，涉及用于通過碳高溫還原方法生產鋁的爐。
背景技術：
在電熱渣熔煉爐中，電極垂直定向并通過爐的頂部，插入熔融渣中。電極被提供給交流電以通過電阻加熱來加熱渣。通常，三個垂直的電極用在電熱渣熔煉爐中。為了允許電流流經所述渣，爐子的底部爐襯可導電，并構成用于電流的零點。這種爐子的一個示例在美國專利No.6440193中公開。此專利涉及鋁的碳高溫還原制造的方法和反應器，其中三氧化二鋁(Al2O3)和碳化鋁(Al4C3)的熔融渣池在單獨的室中制造。
已經發(fā)現(xiàn)，在電熱熔煉爐中使用可導電的底部爐襯具有多個缺點。底部爐襯的缺點之一是由于底部襯底上的高耗損，減小了底部爐襯的壽命，以及對底部爐襯的修復和替換是經常的。底部爐襯上的高耗損是由于底部爐襯所承受的高溫引起的，因為底部爐襯是流經爐的渣的電流的零點。對于導電底部爐襯的另一個主要缺點在于當爐子關閉時，由于在關閉的過程中渣的固化或者凍結，重啟爐子困難。相應地，需要一種電熱熔煉爐，所述電熱熔煉爐具有電極布置，所述電極布置作為電接觸件替換底部爐襯。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要的目的在于提供一種改進的電極布置，所述電極布置用于電熱熔煉爐中，消除了現(xiàn)有技術中的多個問題。
已經發(fā)現(xiàn)位于爐的側壁中的一個或者多個接觸件可以用作爐中的電流的零點，由此作為電接觸件替換爐子的底部爐襯。使用側壁接觸件比使用爐的底部作為接觸表面提供了多個優(yōu)點。
寬泛地，本發(fā)明可以限定為一種用于電渣熔煉爐的電極布置，所述電極布置具有被供給電流且浸入液體渣池中的垂直電極，所述電極布置的特征在于爐子具有一個或者多個側壁接觸件，側壁接觸件通過爐子的側壁延伸到爐內部。當具有多于一個的側壁接觸件時，側壁接觸件都彼此電連接。相互電連接每個側壁接觸件的目的是使每個側壁接觸件處于用于電流的相同零點上。
優(yōu)選地，當具有多于一個的側壁接觸件時，所有的側壁接觸件圍繞爐側壁的圓周均勻地間隔開。更為優(yōu)選地，具有至少三個側壁接觸件，所述側壁接觸件圍繞爐側壁的圓周均勻地間隔開。
優(yōu)選地，側壁接觸件是在操作的過程中在爐中消耗并從爐之外可替換的碳體。優(yōu)選地，在爐的側壁中具有開口以允許側壁接觸件進入爐中。每個開口設有用于在側壁和側壁接觸件之間保持氣密和液密密封的密封裝置。優(yōu)選地，密封裝置允許接觸件徑向運動到爐內部，以補償耗損或者側壁接觸件的消耗。優(yōu)選地，爐設有用于將每個側壁接觸件徑向移動到爐中以補償側壁接觸件上的耗損的移動裝置。優(yōu)選地，每個側壁接觸件設有移動裝置，每個側壁接觸件可以獨立于其它側壁接觸件移動以在爐中提供用于側壁接觸件的單獨的調節(jié)。
密封裝置也與側壁電絕緣。
在本發(fā)明另一實施例中，一個或者多個側壁接觸件是中空的，并設有用于通過中空接觸件供料或渣形成成分同時防止渣流經接觸件中的孔的裝置。
如本發(fā)明的電極布置中理解那樣，側壁接觸件相互電連接，并在爐中構成用于電流的零點。側壁接觸件上的耗損可以通過時常徑向向內移動側壁接觸件而被補償。
由于本發(fā)明的電極布置，爐底爐襯不需要可導電，并且爐襯因此可以設計承受液體渣和存在于爐中的高溫。這意味著用于形成爐底爐襯的材料可以只基于其承受高溫和液體渣的能力。這樣，本發(fā)明就可以使用用于底部爐襯的材料，凍結的渣的底層形成在所述底部爐襯上。在底部爐襯上形成的凍結渣可以通過使用良好熱傳導材料以及將底部進行外部冷卻來實現(xiàn)。此外，使用不導電的底部爐襯指的是底部爐襯不需要與爐的剩余部分電絕緣。
優(yōu)選地，本發(fā)明的爐設有出渣口，所述出渣口在低于側壁接觸件的水平上放置在爐的側壁中。這允許渣從爐流到側壁接觸件的水平之下，這樣使得其更容易重啟爐子。


本發(fā)明的這些和其它方面可以通過參照下面的一個或者多個附圖而完全理解圖1是根據(jù)本發(fā)明設有側壁接觸件的渣熔煉爐的垂直剖視圖；圖2是沿著圖1的A-A的水平視圖；及圖3是與圖2所示相似的本發(fā)明的所述爐的水平視圖，除了側壁接觸件是中空的之外。
具體實施例方式
在圖1中，熔煉爐1具有爐槽(furnace pot)，所述爐盤具有側壁2和底部或者底部爐襯3。底部爐襯3優(yōu)選地包括電絕緣耐熔材料。爐1設有三個傳統(tǒng)的垂直碳電極4。電極4設有保持件和滑動裝置5，以允許電極和電流夾具6垂直運動以便將將來自電源(未示出)的電流以傳統(tǒng)的方式提供至電極4。
四個水平側壁接觸件7通過爐1的側壁2中的開口8，從而側壁接觸件7延伸到爐1的內部17中。側壁接觸件7通過電導體9相互電連接。側壁接觸件和它們的電導體9接地以為電流提供零點，但是它們沒有連接到電源。每個側壁接觸件7具有防止液體渣通過開口8逃逸的密封裝置10。密封裝置10也將側壁2與側壁接觸件7電絕緣，并允許側壁接觸件7水平運動到爐1中。這樣的密封裝置是傳統(tǒng)的，并典型地被用于用在爐的側壁中的電極。
出渣口11安置在爐1的側壁2中，以允許熔融的渣從爐1移除到低于側壁接觸件7的高度的水平。此出渣口是傳統(tǒng)的，并以傳統(tǒng)的方式操作。
為了調整側壁接觸件7延伸到爐1中的深度，移動裝置12與每個側壁接觸件7一起使用。移動裝置12將接觸件7移動到爐中。移動裝置12是傳統(tǒng)的，并可以用傳統(tǒng)的方式來操作。
側壁接觸件7優(yōu)選地是傳統(tǒng)的碳體，所述碳體在熔煉工業(yè)中使用以在熔煉爐中導電。當側壁接觸件7在爐1內損耗時，移動裝置12將接觸件7移動到爐1中。如圖1所示的另外的碳體7A連接到側壁接觸件7的端部，所述端部延伸到爐之外，以連續(xù)地將側壁接觸件7供給到爐中。這樣的碳體是傳統(tǒng)的，如同將多個碳體彼此連接的裝置是傳統(tǒng)的一樣。
一個或者多個側壁接觸件7可以是中空的。圖3與圖2相似，除了下述的事實之外接觸件13是中空的并具有用于將渣形成成分通過開口15供給到爐1的裝置14。中空側壁接觸件13的使用允許料(charge)或者渣形成材料被供給到爐1。爐1的側壁2中用于將料供給到爐1的開口15的使用是用傳統(tǒng)的設備以傳統(tǒng)的方式操作。
權利要求
1.一種用于電渣熔煉爐的電極布置，所述爐包括限定爐內部的底壁和至少一個側壁，所述爐具有用于供給交流電的垂直電極，所述垂直電極用于浸入液體渣池中，所述電極布置的特征在于所述爐具有通過所述爐的側壁延伸到爐內部的至少一個側壁接觸件。
2.根據(jù)權利要求1所述的電極布置，其特征在于兩個或更多個側壁接觸件和全部側壁接觸件相互電連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的電極布置，其特征在于至少三個側壁接觸件繞爐側壁沿圓周均勻地間隔開。
4.根據(jù)權利要求1所述的電極布置，其特征在于所述側壁接觸件是插入到所述爐的側壁中的密封開口內的碳體。
5.根據(jù)權利要求1所述的電極布置，其特征在于每個側壁接觸件設有用于將側壁接觸件徑向地移動到所述爐中以補償側壁接觸件的耗損的裝置。
6.根據(jù)權利要求1所述的電極布置，其特征在于所述側壁接觸件是中空的，并具有用于通過中空接觸件供給渣形成成分的裝置。
7.一種用于在電渣熔煉爐中加熱大量的渣的方法，所述爐包括限定爐內部的底壁和至少一個側壁，在所述內部之上的多個垂直電極，和延伸到所述內部中的至少一個側壁接觸件，所述方法包括使來自所述垂直電極中的至少一個垂直電極的交流電通過所述內部中的大量的渣并到所述側壁接觸件中的至少一個側壁接觸件。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述側壁接觸件中的至少一個側壁接觸件是中空的并且限定開口，所述方法進一步包括將渣形成成分通過所述開口供給到所述爐內部中。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述底部包括爐襯，所述爐襯包括電絕緣耐熔材料。
全文摘要
一種電極布置，使用了與側壁接觸件(7)一起使用的垂直定向的電極(4)，所述側壁接觸件(7)用于電熱熔煉爐(1)，用于鋁的制造。側壁接觸件(7)徑向可移動到爐(1)中以補償接觸件上的耗損。側壁接觸件(7)可以是中空的以允許渣形成料被供給到爐(1)中。
文檔編號C22B21/02GK1839290SQ200480024215
公開日2006年9月27日 申請日期2004年8月17日 優(yōu)先權日2003年8月23日
發(fā)明者簡·亞瑟·昂, 喬恩·克里斯坦·布林奇, 凱·約翰森 申請人:阿爾科公司, 艾科姆公司