專利名稱：直流電弧爐底電極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是直流電弧爐底電極結(jié)構(gòu)。
截止目前，直流電弧爐底電極結(jié)構(gòu)主要有四種類型(1)ABB類型整個(gè)爐底用導(dǎo)電鎂碳材料砌筑。這種結(jié)構(gòu)有如下不良結(jié)果a)它的理想狀態(tài)是電流在爐底均勻分布，實(shí)際上這是很難做到的。在施工和使用過(guò)程中，特別是通過(guò)熱補(bǔ)后，爐底很難做到厚度均等和致密一致，再加上電流有走低電阻通道的特性，因此造成電爐底電流密度分布不均勻。在爐底中心(石墨電極下方)及電阻小的地方(發(fā)熱量Q＝V2/R)電流密度就大，造成局部過(guò)熱，導(dǎo)致了的高溫氧化還原反應(yīng)，局部侵蝕過(guò)快；b)熔池四周墻腳下溫度低，形成了所謂的冷點(diǎn)，這為實(shí)踐所證實(shí)；c)整個(gè)爐底用導(dǎo)電耐火材料砌筑，導(dǎo)熱快，爐底溫度高，特別是中心部位易過(guò)熱。
(2)Clecim類型爐底的中心有1-4根導(dǎo)電金屬棒，爐底其余部分用不導(dǎo)電的干式料。這種結(jié)構(gòu)有如下缺點(diǎn)a)電流只集中于爐底中心，使?fàn)t底中心過(guò)熱鋼水流動(dòng)迅速，而爐底又不可能熱補(bǔ)，因此爐底壽命較低；b)爐墻腳下出現(xiàn)冷點(diǎn)。在短流程電弧爐中由于出鋼溫度低，往往在出鋼時(shí)爐墻腳下廢鋼還未熔化，延長(zhǎng)了煉鋼時(shí)間，降低了溫度和成分的均勻性。
(3)MAN-GHH和(4)VOEST-ALPINE類型金屬觸針和鋼片分布在爐底。電流在爐底的分布比Clecim好。但由于電流有走捷徑(低電阻通道)的特性，實(shí)際上這種結(jié)構(gòu)爐底的電流密度分布仍然中心高而向外低，再加上電弧在熔池中心燃燒，因此遠(yuǎn)離電弧燃燒點(diǎn)的墻腳仍出現(xiàn)冷點(diǎn)，于此相應(yīng)中心還會(huì)出現(xiàn)熱點(diǎn)(這比Clecim類型的弱)；另一個(gè)缺點(diǎn)是由于導(dǎo)電金屬觸針和鋼片的導(dǎo)熱性高，使?fàn)t底溫度較高、散熱較多。這種結(jié)構(gòu)底電極也不可能熱補(bǔ)，因此壽命較低。
本實(shí)用新型的目的在于(1)防止底局部過(guò)熱；(2)解決墻腳冷點(diǎn)問(wèn)題；(3)降低爐底散熱系數(shù)；(4)提高使用壽命。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下途徑實(shí)現(xiàn)(1)從爐墻和斜坡到爐底銅板陽(yáng)極之間用導(dǎo)電耐火材料(如鎂碳磚)砌筑，并連成通路，使電流不走爐底而走四周，然后回到爐底銅板陽(yáng)極。在冶煉操作過(guò)程中，當(dāng)電流通過(guò)四周導(dǎo)電鎂碳磚(它的電阻率比金屬導(dǎo)體高)時(shí)，所產(chǎn)生的少量熱加熱了墻腳下的廢鋼，加熱的程度可通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)電耐火材料的性能而達(dá)到，其結(jié)果會(huì)消除墻腳冷點(diǎn)。同時(shí)也解決了爐底中心熱點(diǎn)問(wèn)題(這種結(jié)構(gòu)爐底中心無(wú)電流通過(guò))；(2)爐底用不導(dǎo)電和導(dǎo)熱低的堿性干式料、燒成鎂磚和輕質(zhì)鎂磚砌筑。這樣降低了爐底散熱，從而降低了爐底熱量的散失，也省去了水、風(fēng)冷卻設(shè)備，提高了操作安全性；(3)砌筑導(dǎo)電鎂碳磚爐墻時(shí)，爐墻下半部導(dǎo)電鎂碳磚的成型面平行于爐體鋼殼，上半部磚為側(cè)砌。這充分利用了導(dǎo)電磚的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率的取向性，形成最佳導(dǎo)電回路。使?fàn)t墻向外導(dǎo)熱低，向下導(dǎo)電率高；(4)在導(dǎo)電耐火材料與鋼殼之間以及銅板與鋼殼之間砌筑一層輕質(zhì)鎂磚，這減少了散熱，降低了爐殼表面溫度；(5)為了加大銅板陽(yáng)極與爐墻和斜坡用導(dǎo)電鎂碳磚之間接觸面積，陽(yáng)極銅板要比ABB的大，這可降低接觸電阻，防止了接觸處過(guò)熱；(6)爐墻厚度由材料的導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率和要求的使用壽命所決定。一般導(dǎo)電鎂碳磚襯厚500-1000mm，輕質(zhì)鎂磚60-200mm。
附圖
為直流電弧爐的主視剖面圖，說(shuō)明如下1.石墨電極(陰極)，2.廢鋼，3.導(dǎo)電鎂碳磚，4.堿性干式料，5.銅板陽(yáng)極，6.燒成鎂磚(永久層)，7.輕質(zhì)鎂磚，8.鋼殼。
實(shí)施例當(dāng)導(dǎo)電鎂碳磚爐墻厚600mm、鎂質(zhì)干式料厚500mm、兩層燒成鎂磚各層厚100mm、輕質(zhì)鎂磚厚100mm、銅板厚16mm時(shí)和在自然冷卻條件下，爐底外表面溫度可在250℃以下側(cè)墻表面溫度可在350℃以下，可使電爐正常運(yùn)行。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)改變電流走向的方法，解決了爐底侵蝕的不均勻性、局部過(guò)熱和散熱過(guò)大的問(wèn)題，特別解決了冷點(diǎn)和爐底中心過(guò)熱的問(wèn)題；通過(guò)爐底用干式料，使底熱修補(bǔ)同交流電弧爐一樣進(jìn)行，大大提高了爐底壽命。
權(quán)利要求1.一種煉鋼用直流電弧爐底電極結(jié)構(gòu)，其特征是從爐墻渣線和斜坡至底的銅板陽(yáng)極用導(dǎo)電鎂碳磚砌筑，爐底的陽(yáng)極銅板同這部分導(dǎo)電鎂碳磚相連；底用不導(dǎo)電的堿性干式料、燒成鎂磚和輕質(zhì)鎂磚砌筑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征是四周由導(dǎo)電鎂碳磚構(gòu)成，爐墻下半部導(dǎo)電鎂碳磚的成型面平行于爐體鋼殼；上半部磚為側(cè)砌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征是導(dǎo)電耐火材料與鋼殼之間以及銅板與鋼殼之間有一層輕質(zhì)鎂磚。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是直流電弧爐的底結(jié)構(gòu)。主要包括底用堿性干式料，四周爐墻和斜坡用導(dǎo)電耐火材料，導(dǎo)電耐火材料與鋼殼之間以及銅板與鋼殼之間有一層輕質(zhì)鎂磚。電流從四周流入底銅板陽(yáng)極，導(dǎo)電耐火材料產(chǎn)生少量熱而加熱了熔池四周，防止了冷點(diǎn)和中心熱點(diǎn)。
文檔編號(hào)F27D11/10GK2235108SQ95202459
公開(kāi)日1996年9月11日 申請(qǐng)日期1995年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月15日
發(fā)明者田守信 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部洛陽(yáng)耐火材料研究院