可變迴路的直流礦熱電爐的製作方法
2023-06-07 21:32:31 4
專利名稱：可變迴路的直流礦熱電爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶煉爐設備領域，尤其涉及一種可變換迴路的直流礦熱電爐設備。
背景技術：
礦熱電爐又稱電弧電爐或電阻電爐，其採取電極插入爐料的埋弧操作，主要用於還原冶煉礦石，炭質還原劑及溶劑等爐料。工業中常用的礦熱電爐是交流電弧爐，它存在三相功率不平衡，噪音大，大電流導體附近因強大的交變磁場使導體內產生很大的渦流損耗，以及由於集膚效應二次短網導體內電流不均勻、歐姆損耗大等缺點。為了消除上述缺點出現了直流電熱爐。現有的直流礦熱電爐通常採用一組直流電源在電爐爐頂上布置電極(通常是陰極)，在電爐爐底布置下電極(通常是陽極)；或者是在電爐爐頂布置雙上電極；或者是採用多組直流電源，多對上、下電極對的拓撲結構。這種直流供電的上、下電極布局方式具有結構簡單、節能、熱量集中，坩堝區溫度高、爐底溫度高、操作穩定等優勢，在電爐煉鋼上得到了大量的應用，在礦熱爐方面也有積極的應用。然而這種直流供電的上、下電極布局方式，在冶煉過程中，電爐爐底既是反應容器的爐底，又是供電系統的電極(通常是陽極)，在進行冶煉時因高溫化學、機械和電化學腐蝕的存在，不可避免的引起爐底和底電極的損傷。在礦熱電爐模式下，底電極和爐底是結合在一起的，爐底不能修補，一旦損壞只有全面更換，這樣既增加了成本，也極大的影響了電爐的使用壽命。在中國專利CN101251337A公開了一種《多迴路直流電源冶煉礦熱爐》，「它使用若干個直流電源，通過短網與相應的正負碳電極棒的一端連接，正負電極棒的另一端插入爐膛內的物料中，正負電極瞬間產生的弧光熔化爐料，得到鐵合金產品」。其雖然提出了正負電極都從爐頂布局的方式，但是在實際使用過程中，特別是礦石冶煉時，由於物料開始時是處於非導電狀態，靠電極對產生弧光啟動，必須使電極靠得足夠近的距離，或者是提供足夠高的電壓，否則電爐將無法啟動。而從實踐的角度看，電極間距過近容易導致極間電弧短路，不能形成穩定電弧；如果升高電壓啟動又不適合礦熱爐熔煉的冶金條件。
實用新型內容本實用新型的目的在於，提出一種可變迴路的直流礦熱電爐，其通過對迴路的轉換控制，極大的降低了爐底的損耗，延長礦熱電爐的使用壽命。為實現上述目的，本實用新型提供了一種可變迴路的直流礦熱電爐，其包括:直流電源及礦熱電爐爐體，其還包括一迴路轉換開關，所述爐體底部設有下啟動電極，爐體頂部設有至少一個電極對；所述迴路轉換開關一端及電極對內的一電極分別與直流電源電性連接，所述迴路轉換開關另一端可選擇式與下啟動電極及電極對內的另一電極連接。作為本實用新型的一種具體實施例，所述爐體頂部設有一個電極對，該電極對內包括上陰極電極與上陽極電極，該上陰極電極一端與直流電源電性連接，迴路轉換開關另一端可選擇式與下啟動電極及上陽極電極連接。作為本實用新型的另一種具體實施例，所述爐體頂部設有多個電極對，每一電極對內均包括一上陰極電極與上陽極電極，每一上陰極電極一端均電性連接一直流電源，迴路轉換開關另一端可選擇式與下啟動電極及上陽極電極連接。其中，所述上陰極電極一端與直流電源之間通過短網電性連接，迴路轉換開關另一端通過短網與下啟動電極及上陽極電極可選擇式連接。本實用新型中，所述直流電源內包括依次電性連接的交流電源、變壓器、整流器及電抗器，上陰極電極通過該電抗器與直流電源電性連接，迴路轉換開關一端通過該整流器與直流電源電性連接。具體的，所述上陰極電極通過電抗器與整流器負極電性連接，迴路轉換開關一端與整流器正極電性連接。本實用新型中，所述上陰極電極和上陽極電極並行安裝在爐體頂部。作為本實用新型的一種選擇性實施例，所述上陰極電極和上陽極電極之間的距離可以為40mm 200mm。進一步地，所述上陰極電極和上陽極電極之間的距離優選為70mnT90mm。本實用新型可變迴路的直流礦熱電爐，其不僅簡化了結構及短網供電系統，且具有上下電極迴路及上電極迴路兩種工作模式，通過迴路轉換開關可以及時的斷開與下啟動電極的電路聯繫，使爐體底部僅僅承擔反應容器爐底的功能，極大的降低了爐底的損耗，延長了礦熱電爐的使用壽命；再者，其爐體頂部布置陰陽雙電極或多電極對的工作模式，可以根據熔煉條件的需要形成雙電弧和雙坩堝熔煉反應區，或者是多電源多迴路、多坩堝熔煉反應區的工作模式，有利於擴大熔池和礦石的還原熔煉。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型可變迴路的直流礦熱電爐一種具體實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。如圖1所示，本實用新型提供一種可變迴路的直流礦熱電爐，其包括:直流電源及礦熱電爐爐體10，其還包括一迴路轉換開關20，所述爐體底部11 (即爐底)設有下啟動電極30，爐體頂部12(即爐頂)設有至少一個電極對；所述迴路轉換開關20 —端及電極對內的一電極分別與直流電源電性連接，所述迴路轉換開關20另一端可選擇式與下啟動電極30及電極對內的另一電極連接。本實用新型通過在爐體底部11設置下啟動電極30，在爐體頂部12設置電極對，使得該直流礦熱電爐具有上下電極迴路及上電極迴路兩種工作模式。使用時，首先接通上下電極迴路，形成初步熔池後，通過迴路轉換開關20及時切斷與下啟動電極30的電路聯繫，接通上電極迴路，不僅形成的電弧穩定，且可以極大的降低爐底的損耗，延長該直流礦熱電爐的使用壽命。作為本實用新型的第一種具體實施例，所述爐體頂部12設有一個電極對，該電極對為陰陽雙電極設置，其電極對內包括上陰極電極13與上陽極電極14，該上陰極電極13 —端與直流電源電性連接，迴路轉換開關20另一端可選擇式與下啟動電極30及上陽極電極14連接。其中，所述上陰極電極13 —端與直流電源之間通過短網15電性連接，迴路轉換開關20另一端通過短網15與下啟動電極30及上陽極電極14可選擇式連接。本實用新型中的直流電源內包括依次電性連接的交流電源(未圖示)、變壓器32、整流器34及電抗器36，上陰極電極13通過該電抗器36與直流電源電性連接，迴路轉換開關20 —端通過該整流器34與直流電源電性連接。在該具體實施例中，所述上陰極電極13通過電抗器36與整流器34負極電性連接，迴路轉換開關20 —端與整流器34正極電性連接。工作時，首先調整迴路轉換開關20與下啟動電極30接通，從而使下啟動電極30與上陰極電極13處於連接狀態，此時該直流礦熱電爐處於上下電極迴路工作模式。通電後，交流電源經過變壓器32和整流器34整流後生成直流電源，在下啟動電極30與啟動物料引弧下，在下啟動電極30與上陰極電極13之間形成電路通路，經電弧電阻和物料電阻的電熱效應，啟動物料快速還原生成初步的熔渣層16 (初步熔池)。形成初步熔池後，熔渣層16變為導電體，此時可及時的將迴路轉換開關20轉換到與上陽極電極14連接狀態，從而使上陰極電極13與上陽極電極14處於連接狀態，電路轉換為上陰極電極13至導電熔渣層16至上陽極電極14的電路迴路，即該直流礦熱電爐由上下電極迴路工作模式轉變為上電極迴路工作模式。在新的迴路工作模式下，會生成上陰極電極13和上陽極電極14兩個電弧電阻和熔渣層16電阻，這樣在電熱效應下，通過適當的冶金控制，實現礦石物料的熔煉。在上述具體實施例中，迴路轉換開關20實質上相當於一個單刀雙擲開關，該迴路轉換開關20可以通過手動或電動調整，一旦啟動物料經啟動引弧和轉移弧加熱形成熔渣層16後，即可及時調整迴路轉換開關20，使電路轉換由上下電極迴路工作模式轉變為上電極迴路工作模式。因此，本實用新型可變迴路的直流礦熱電爐，其不僅簡化了結構及短網供電系統，且爐體底部11僅僅承擔反應容器爐底的功能，極大的降低了爐底的損耗，延長了礦熱電爐的使用壽命。進一步地，作為本實用新型的另一種具體實施例，其與上述第一具體實施例的區別在於，所述爐體頂部12可以設有多個電極對(未圖示)，每一電極對內均包括一上陰極電極13與上陽極電極14，每一上陰極電極13 —端均電性連接一直流電源，迴路轉換開關20另一端可選擇式與下啟動電極30及上陽極電極14連接。這種多電極對的設置方式，使得本實用新型的礦熱電爐可根據熔煉條件的需要形成雙電弧和雙坩堝熔煉反應區，或者是多電源多迴路、多坩堝熔煉反應區的工作模式，這種工作模式有利於擴大熔池和礦石的還原熔煉。在本實用新型中，所述上陰極電極13和上陽極電極14並行安裝在爐體頂部12。作為本實用新型的一種選擇性實施例，所述上陰極電極13和上陽極電極14之間的距離可以控制為40mnT200mm。作為本實用新型的一種優選實施例進一步地，所述上陰極電極13和上陽極電極14之間的距離可以優選控制為70mnT90mm。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種可變迴路的直流礦熱電爐，包括直流電源及礦熱電爐爐體，其特徵在於，還包括一迴路轉換開關，所述爐體底部設有下啟動電極，爐體頂部設有至少一個電極對；所述迴路轉換開關一端及電極對內的一電極分別與直流電源電性連接，所述迴路轉換開關另一端可選擇式與下啟動電極及電極對內的另一電極連接。
2.如權利要求1所述的可變迴路的直流礦熱電爐，其特徵在於，所述爐體頂部設有一個電極對，該電極對內包括上陰極電極與上陽極電極，該上陰極電極一端與直流電源電性連接，迴路轉換開關另一端可選擇式與下啟動電極及上陽極電極連接。
3.如權利要求1所述的可變迴路的直流礦熱電爐，其特徵在於，所述爐體頂部設有多個電極對，每一電極對內均包括一上陰極電極與上陽極電極，每一上陰極電極一端均電性連接一直流電源，迴路轉換開關另一端可選擇式與下啟動電極及上陽極電極連接。
4.如權利要求2或3所述的可變迴路的直流礦熱電爐，其特徵在於，所述上陰極電極一端與直流電源之間通過短網電性連接，迴路轉換開關另一端通過短網與下啟動電極及上陽極電極可選擇式連接。
5.如權利要求4所述的可變迴路的直流礦熱電爐，其特徵在於，所述直流電源內包括依次電性連接的交流電源、變壓器、整流器及電抗器，上陰極電極通過該電抗器與直流電源電性連接，迴路轉換開關一端通過該整流器與直流電源電性連接。
6.如權利要求5所述的可變迴路的直流礦熱電爐，其特徵在於，所述上陰極電極通過電抗器與整流器負極電性連接，迴路轉換開關一端與整流器正極電性連接。
7.如權利要求6所述的可變迴路的直流礦熱電爐，其特徵在於，所述上陰極電極和上陽極電極並行安裝在爐體頂部。
8.如權利要求7所述的可變迴路的直流礦熱電爐，其特徵在於，所述上陰極電極和上陽極電極之間的距離為40mnT200mm。
9.如權利要求8所述的可變迴路的直流礦熱電爐，其特徵在於，所述上陰極電極和上陽極電極之間的距離為70mnT90mm。
專利摘要本實用新型涉及冶煉爐設備領域，具體公開了一種可變迴路的直流礦熱電爐，其包括直流電源及礦熱電爐爐體，還包括一迴路轉換開關，所述爐體底部設有下啟動電極，爐體頂部設有至少一個電極對；所述迴路轉換開關一端及電極對內的一電極分別與直流電源電性連接，所述迴路轉換開關另一端可選擇式與下啟動電極及電極對內的另一電極連接。本實用新型可變迴路的直流礦熱電爐，其通過對迴路的轉換控制，極大的降低了爐底的損耗，延長礦熱電爐的使用壽命。
文檔編號F27D11/10GK202955987SQ201220627510
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者方喜, 彭勃 申請人:巧家奧鑫資源再生利用有限公司