一種多電極直流剛玉冶煉爐的製作方法
2023-05-29 21:17:06 3
一種多電極直流剛玉冶煉爐的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多電極直流剛玉冶煉爐，包括二次短網、電極和爐體，電極設置在爐體內，二次短網包括軟母線和電極把持器，電極把持器夾裝在電極上，外部變壓器依次通過軟母線與電極把持器為電極供電，其特點是：電極設有兩組正、負電極，所有的正、負電極按環形均勻分布設置，並且每組正、負電極相對設置，二次短網還包括兩個變流器，每個變流器將一個外部變壓器輸出的交流電轉換成一路獨立的直流電，每一路變流器輸出的直流電分別通過獨立的軟母線和電極把持器輸入到一組正、負電極，經由電極輸送到爐體內的各路獨立的直流電用於冶煉剛玉。本實用新型具有供電平衡性好、爐況穩定、功率因數高、節能、噪音低、電極消耗少和熔化面積大的優點。
【專利說明】—種多電極直流剛玉冶煉爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種多電極直流剛玉冶煉爐，主要應用於磨料磨具行業中進行剛玉產品冶煉。
【背景技術】
[0002]多年以來，磨料磨具行業中進行剛玉產品冶煉的剛玉冶煉爐一直採用三相交流供電方式，《金剛石與磨料磨具工程》中的電熔法冶煉剛玉的節能意見對此作出了清晰的記載:磨料磨具行業剛玉冶煉爐的各種爐型，包括熔塊爐、傾倒爐、流放爐以及流放傾倒爐，都一律採用三電極交流供電結構形式，其冶煉爐分別由爐體、三相電極把持器和二次短網組成，通過三角形布置的三根電極插入爐內進行剛玉冶煉。
[0003]現有技術中的這種三電極交流剛玉冶煉爐存在如下主要缺點:
[0004]1.由於採用三相交流供電，二次短網電抗大、功率因數低，一般在0.8?0.92之間，如只計二次側，功率因數僅為0.7左右，而且隨著電爐容量增大功率因數越低，因此現有的三電極交流剛玉冶煉爐電耗高。
[0005]2.由於三相交流電的互感係數不均勻，產生「弱相」和「強相」功率轉移現象，使得現有的三電極交流剛玉冶煉爐的爐內功率長期分布不平衡，冶煉效果和產品質量受到影響。
[0006]3.由三角形布置的三根電極在熔煉中形成的熔池，其呈現為三個圓形相搭接形成的「猴臉狀」熔池，造成了現有的三電極交流剛玉冶煉爐的熔化區面積小，而這一現象在剛玉冶煉傾倒爐中尤為明顯，使得生產效率受到影響。
[0007]4.由於交流電存在集膚效應，使得電極表面電流密度大、溫度高、電極氧化消耗量大。
[0008]5.由於大容量爐受功率因數低以及現有石墨電極單根導電能力的限制，使得現有的剛玉冶煉爐最大容量均不超過10000KVA。
實用新型內容
[0009]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種多電極直流剛玉冶煉爐，以克服現有技術中剛玉冶煉爐的功率因數低、耗電高、電極消耗量大、熔化區面積小的問題。
[0010]解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案如下:
[0011]一種多電極直流剛玉冶煉爐，包括二次短網、電極和爐體，所述電極設置在爐體內，所述二次短網包括軟母線和電極把持器，所述電極把持器夾裝在電極上，外部的變壓器依次通過所述軟母線與電極把持器為所述電極供電，其特徵在於:所述的電極設有兩組正、負電極，所有的正、負電極按環形均勻分布設置，並且每組正、負電極相對設置，所述的二次短網還包括兩個變流器，每個變流器將一個外部變壓器輸出的交流電轉換成一路獨立的直流電，每一路變流器輸出的直流電分別通過獨立的軟母線和電極把持器輸入到一組正、負電極，經由電極輸送到爐體內的各路獨立的直流電用於冶煉剛玉。[0012]作為本實用新型的一種改進，所述的電極還設有一組或者以上的正、負電極，所述的二次短網增設相應數量的所述變流器。
[0013]作為本實用新型的一種改進，所述的多電極直流剛玉冶煉爐還包括升級裝置；所述升級裝置分別連接所述各個電極把持器，用以控制所述各個正、負電極上下運動。
[0014]作為本實用新型的優選實施方式，所述直流電的電流範圍在15000?24000A之間，電壓範圍在150?250V之間。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0016]第一，本實用新型通過兩組正、負電極向爐體內輸送兩路獨立的直流電，形成近似圓形的熔化區，以用於冶煉剛玉；由於本實用新型的冶煉爐採用了直流電供電，而直流電不存在電抗和集膚效應，使得冶煉爐的功率因數得到了很大的提高，電流可以在電極截面內均勻分布，電極表面電流密度減少，表面溫度降低，氧化消耗速度減少，從而使電極消耗量下降；並且，作為供電單元的每一組正、負電極輸出的直流電均是獨立的，各路直流電互不影響，使得冶煉爐不再出現現有的交流爐三相不平衡的問題；另外，本實用新型冶煉爐的電弧力F的指向爐體中心(參見圖1)，恰好與交流爐的指向相反，使得熱量得以集中在爐體中心，保護了外圍爐襯；而且本實用新型僅採用兩組正負電極也能獲得比交流爐更大的融化區面積；所以，本實用新型具有供電平衡性好、爐況穩定、功率因數高、節能、噪音低、電極消耗少和熔化面積大的優點，經試驗，其功率因數可提高至0.9-0.96，噪音<65db ；
[0017]第二，本實用新型通過增設一組或者以上的正、負電極，並相應的輸送獨立的直流電，即可對熔化區面積進行進一步擴大，提高單產，因此，本實用新型適合於剛玉冶煉爐向大容量方向發展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明:
[0019]圖1為本實用新型實施例一的俯視結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例一的正視結構示意圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例二的俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]實施例一
[0023]如圖1和圖2所示，本實用新型實施例一的多電極直流剛玉冶煉爐包括二次短網、電極3、爐體4和升級裝置。爐體4可以是適用於剛玉冶煉的各種爐型，包括熔塊爐、傾倒爐、流放爐以及流放傾倒爐；電極3設置在爐體4內，它包括有兩組正、負電極，所有的正、負電極按環形均勻分布設置，並且每組正、負電極相對設置。二次短網包括軟母線、電極把持器2和兩個變流器，電極把持器2夾裝在電極3上，軟母線用於連接變流器與電極把持器2，每個變流器將一個外部變壓器輸出的交流電轉換成一路獨立的直流電，並且該直流電的電流範圍優選在15000?24000A之間，電壓範圍優選在150?250V之間。每一路變流器輸出的直流電分別通過獨立的軟母線和電極把持器2輸入到一組正、負電極，使得每一組正、負電極均成為向爐體4內輸送直流電的供電單元，因此，本實施例一通過上述兩組正、負電極向爐體4內輸送入兩路獨立的直流電，從而形成可用於冶煉剛玉的近似圓形的熔化區。[0024]上述升級裝置5分別連接各個電極把持器2，使得在冶煉過程中，上述各個電極把持器2連同正、負電極可以根據工藝要求通過升級裝置5來上下移動。
[0025]實施例二
[0026]如圖3所示，本實用新型實施例二的多電極直流剛玉冶煉爐與實施例一基本相同，它們的區別在於:本實施例二的電極3增設有一組正、負電極，而二次短網也相應增設有一個變流器。本實施例二通過多增設一組正、負電極，即可相較於實施例一擴大上述熔化區的面積。本實施例二的工作原理與使用方式與實施例一相同，在此不再贅述。
[0027]本實用新型不局限與上述【具體實施方式】，根據上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術思想前提下，本實用新型還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本實用新型的保護範圍之中。例如，本實施例二還可以通過增設更多的正、負電極，並相應的輸送獨立的直流電，實現熔化區面積的進一步擴大。
【權利要求】
1.一種多電極直流剛玉冶煉爐，包括二次短網、電極(3)和爐體(4)，所述電極(3)設置在爐體(4)內，所述二次短網包括軟母線和電極把持器(2)，所述電極把持器(2)夾裝在電極(3)上，外部的變壓器依次通過所述軟母線與電極把持器(2)為所述電極(3)供電，其特徵在於:所述的電極(3)設有兩組正、負電極，所有的正、負電極按環形均勻分布設置，並且每組正、負電極相對設置，所述的二次短網還包括兩個變流器，每個變流器將一個外部變壓器輸出的交流電轉換成一路獨立的直流電，每一路變流器輸出的直流電分別通過獨立的軟母線和電極把持器(2)輸入到一組正、負電極，經由電極(3)輸送到爐體(4)內的各路獨立的直流電用於冶煉剛玉。
2.根據權利要求1所述的多電極直流剛玉冶煉爐，其特徵在於:所述的電極(3)還設有一組或者以上的正、負電極，所述的二次短網增設相應數量的所述變流器。
3.根據權利要求1或2所述的多電極直流剛玉冶煉爐，其特徵在於:所述的多電極直流剛玉冶煉爐還包括升級裝置(5);所述升級裝置(5)分別連接所述各個電極把持器(2)，用以控制所述各個正、負電極上下運動。
4.根據權利要求3所述的多電極直流剛玉冶煉爐，其特徵在於:所述直流電的電流範圍在15000?24000A之間，電壓範圍在150?250V之間。
【文檔編號】C01F7/02GK203561217SQ201320758964
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】何剛峰 申請人:佛山市順德區萬締福電器有限公司