一種直流電弧感應爐的製作方法
2023-08-10 06:51:31
專利名稱：一種直流電弧感應爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金設備技術領域，尤其涉及鋼鐵冶煉用的感應爐。
背景技術：
目前普遍應用的非真空感應爐一般是用來熔化廢鋼的。它的操作工藝是首先將一定量的廢鋼(塊狀)加入到感應爐內，然後通電進行熔化。由於廢鋼的大小和形狀不一，很容易造成所謂的「架橋」現象。由於架橋而造成冶煉時間加長，鋼的氧化量增大，產品的收得率降低，電耗高，生產成本增加。另外，由於架橋，操作者必須進行人工搗料，從而造成爐襯的損耗加大，爐齡降低，因此，就造成了生產成本增加，工人的勞動強度增加，生產效率降低。而且非真空感應爐通常不具有鋼水精煉功能，冶煉的鋼水通常潔淨度低，產品質量較差。直流電弧爐通常是用來熔化廢鋼和(或)用來精煉鋼水的，它的不足之處是熔池的攪拌強度低，冶金反應動力學條件差，鋼中的非金屬夾雜物較高。
發明內容
為了克服直流電弧爐和感應爐各自的缺點而保留它們各自的優點，本實用新型提供一種具有直流電弧加熱和感應加熱、同時具有電磁加熱功能的直流電弧感應爐。
本實用新型的直流電弧感應爐在爐底安裝爐底導電磚和大電流底陽極，底陽極採用水冷結構，底陽極與導電磚固定為一體成為同一導電體，即底陽極導電磚。底陽極經水冷電纜與整流櫃的陽極相連。導電磚上安裝有底吹透氣塞，可向鋼水中吹入惰性氣體。頂陰極裝在升降杆上，升降杆上升和下降速度可調，頂陰極通過水冷電纜與整流櫃的陰極相連。當感應爐內的鋼水熔化並達到加熱精煉溫度時，中頻電源斷電，停止感應加熱，啟動直流整流電源，操縱控制系統使頂陰極的石墨電極下降使其下端接近鋼水表面直至起弧加熱，電流和電壓的大小可採用手動和自動兩種方式進行控制。除對鋼水進行加熱外，直流電弧加熱還可以與感應加熱同時工作，同時對固態廢鋼進行加熱和熔化。該設備既可以縮短冶煉時間，又能有效防止廢鋼架橋。
由於設置了直流電弧加熱系統，因此採用該設備可以模擬LF爐精煉鋼水，避免了因爐子太小，熱容小，溫降快而造成鋼水凍至無法進行精煉這一技術難題；採用單相直流加熱方式，電弧平穩、噪音小，與採用三相交流電極相比，可避免因爐口徑小，造成電極過於擁擠，包襯壽命低，難於控制的問題；由於該直流電弧爐直接安裝在中頻感應爐上，所以一旦因某種原因造成鋼水溫度過低甚至鋼水「凍」至爐內時，可重新啟動中頻電源對鋼水進行加熱，確保鋼水不會「凍」包；感應加熱和直流加熱可同時進行，可有效縮短冶煉時間，防止廢鋼架橋，而且不會對鋼水增碳，確保鋼水質量。
底陽極導電磚底部安裝底吹透氣塞，可向爐內吹入惰性氣體如氬氣對熔池進行攪拌，氣量大小可調，關閉自如，即使完全關閉氣體，透氣塞也不會堵塞。
本實用新型的直流電弧感應爐整合了直流電弧爐和感應爐的優點而克服了它們各自的缺陷，具有直流加熱和感應加熱功能，同時具有電磁加熱的功能。該設備除適合各大鋼鐵企業及技術中心、科研院所模擬LF爐進行鋼水精煉外，也適合一些特殊企業如鑄造企業生產的需要。同時利用該設備可以進行埋弧造渣精煉和底吹氬氣攪拌，實現LF爐的功能，進行有效的脫硫、脫氧和去除非金屬夾雜物，冶煉潔淨鋼。採用本實用新型的直流電弧感應爐可有效地縮短冶煉時間，防止廢鋼架橋，節能降耗，鐵合金的用量減少，鐵合金的收得率提高，產品的收得率也顯著提高，生產效率提高，工人的勞動強度降低。
附圖為本實用新型直流電弧感應爐結構示意圖，圖中包括1整流櫃、2頂陰極銅排、3頂陰極水冷電纜、4夾持器、5頂陰極、6爐帽、7鋼水、8坩堝、9感應線圈、10底陽極導電磚、11底吹透氣塞、12底氣管道、13中頻導電銅排和水冷電纜、14底陽極水冷電纜、15底陽極銅排、16中頻電源櫃、17閥門站。
具體實施方式
如附圖所示，本實用新型的直流電弧感應爐包括整流櫃1、頂陰極銅排2、頂陰極水冷電纜3、夾持器4、頂陰極5、爐帽6、坩堝8、感應線圈9、底陽極導電磚10、底吹透氣塞11、底氣管道12、中頻導電銅排和水冷電纜13、底陽極水冷電纜14、底陽極銅排15、中頻電源櫃16。在直流電弧感應爐的坩堝8的外壁設置感應線圈9，感應線圈9通過中頻導電銅排和水冷電纜13與中頻電源櫃16的電源連接，熔煉時能對坩堝內爐料進行感應加熱；在爐底安裝爐底導電磚和大電流底陽極，底陽極採用水冷結構，底陽極與導電磚固定為一體成為同一導電體，即底陽極導電磚10；底陽極導電磚10經底陽極水冷電纜14與整流櫃1的底陽極銅排15相連；頂陰極5採用石墨電極，豎直穿過爐帽6中心位置，固定在升降杆的夾持器4上，升降杆上升和下降速度可調，頂陰極5下端位於坩堝內部，能接近鋼水7表面，上端通過頂陰極水冷電纜3與整流櫃1的頂陰極銅排2相連。當需要對爐料進行直流電弧加熱，例如精煉時，啟動直流整流電源，操縱控制系統使頂陰極的石墨電極下降使其下端接近鋼水表面直至起弧加熱，電流和電壓的大小可採用手動和自動兩種方式進行控制。除對鋼水進行加熱外，直流電弧加熱還可以與感應加熱同時工作；底吹透氣塞11穿過爐底導電磚中心部位，上埠與坩堝8內部連通，下埠與底氣管道12連接，可以向坩堝內爐料進行底吹供氣，底氣管道12來自閥門站17。
權利要求1.一種直流電弧感應爐，包括整流櫃、頂陰極銅排、頂陰極水冷電纜、夾持器、頂陰極、爐帽、坩堝、感應線圈、底陽極導電磚、底吹透氣塞、底氣管道、中頻導電銅排和水冷電纜、底陽極水冷電纜、頂陽極銅排、中頻電源櫃，其特徵在於設置頂陰極和底陽極導電磚，頂陰極上端通過頂陰極水冷電纜與整流櫃的頂陰極銅排相連，下端位於坩堝內部，底陽極導電磚安裝於爐底，經底陽極水冷電纜與整流櫃的頂陽極銅排相連。
2.按照權利要求1所述的直流電弧感應爐，其特徵在於底陽極導電磚由底陽極與導電磚固定為一體構成。
專利摘要一種直流電弧感應爐，設置頂陰極和底陽極導電磚及底吹透氣塞等部件。底陽極導電磚經底陽極水冷電纜與整流櫃的底陽極銅排相連；頂陰極採用石墨電極，下端位於坩堝內部，能接近鋼水表面，上端通過頂陰極水冷電纜與整流櫃的頂陰極銅排相連。採用該設備可以模擬LF爐精煉鋼水，解決因爐子太小，熱容小，溫降快而造成鋼水凍至無法進行精煉這一技術難題；可冶煉潔淨鋼。採用單相直流加熱方式，可避免因鋼包口徑小，造成電極過於擁擠，包襯壽命低，難於控制的問題；可有效解決鋼水「凍」包問題；感應加熱和直流加熱可同時進行，有效縮短冶煉時間，防止廢鋼架橋，而且不會對鋼水增碳，確保鋼水質量；可向爐內吹入惰性氣體如氬氣對熔池進行攪拌。
文檔編號F27B14/06GK2859418SQ20052009155
公開日2007年1月17日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年6月30日
發明者姜周華, 沙駿, 張天彪, 餘強, 孫國會 申請人:東北大學