低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐的製作方法

2023-04-25 17:47:31 1

專利名稱：低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及矽的冶煉技術領域，具體說就是生產工業矽、矽錳、矽鉻、矽鋁合金、矽鈣合金等產品的一種礦熱爐。
用於生產工業矽、矽鋁合金、矽鈣合金、矽錳、矽鉻等產品的礦熱爐，長期以來均採用三相交流電和三個石墨電極，而且三個電極成三角形地豎立在爐膛中，該爐有如下不足之處1、在高溫時，相鄰兩極間有較大的分流，減小了主放電電流強度，電耗高；由於電極埋人爐料中深度較淺，爐體散熱面積又較大，所以熱效率較低。
2、由於爐子的反應區較小，爐口和後邊兩根電極通道較窄，排渣困難，爐渣稍多，就積存爐底，電極埋入爐料中的深度也越來越淺，降低熱效率，也導致爐底上漲故障而停產。
3、石墨電極造價高，三根電極在空氣中及爐料中暴露面積大，損耗高，單耗達120-140kg/t，僅此一項就佔總成本的16％左右。
4、爐內三電極間的三角區內，加料、搗料操作都比較困難，也不能有效地使用搗爐推料機。
5、三電極爐，在上、下移動電極時，各電極互相影響，負荷不穩定，常處於低負荷運行狀態，產量低，在生產矽鋁合金時，易產生塌料，影響生產。
本實用新型的目的是設計一種消耗低、效率高、產出多、質量好、操作方便、機械化程度高、成本低的低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐。
本實用新型低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐，由爐體、電極、電極提升機構和電源組成，其特點在於爐體是安裝在爐底平車上，爐膛內安有一根自焙電極，採用低頻交流或直流電源、爐體外裝有可繞爐體移動的扒皮車。
爐底平車置於基礎上，車板上放有多條鋼軌，爐體放置在鋼軌上，爐底平車的移動由油缸和管路組成的液壓系統控制，可使爐體沿爐口方向移動，以改變電極在爐膛中的位置。
自焙電極由薄鋼板外殼、殼內填充油焦和焦油瀝青組成，即構成電極糊。
本實用新型採用的交流電源，是將三相電源用整流、逆變電路技術後構成的單相低頻交流電源，即將三相市電經變壓器變壓，再經可控矽整流、逆變後，構成單相低頻交流電源；採用的直流電源，是將構成的單相低頻交流電源電路中，相同方向一組可控矽斷掉構成。
扒皮車由車體及其上面的電焊機、扒皮夾子和氣動裝置組成，車輪放置在爐體外側的圓形軌道上，電焊槍頭及扒皮夾子伸向電極，氣動裝置控制電焊槍頭和扒皮夾子與電極的距離，以便將電極外殼切割、扒下。
電極是懸掛在由支架、卷揚機、鋼絲繩和滑輪組構成的升降機構上，可依電極下端的放電情況調整其高度。
單相單電極礦熱爐，其電極殼內壁上的內翅，可用不鏽鋼製作，亦可用炭素纖維製作；電極外壁上的導電夾可用鑄鋼製作。
本實用新型較現有技術有如下優點1、單相單電極無極間分流，電弧電流強度大，可直達爐底，電極埋人爐料較深，散熱面積小、電耗低，熱效率高，較三相三電極爐降低電耗22％左右。
2、用自焙電極代替價格昂貴的石墨電極，而電極暴露於空氣中和與爐料接觸面積減小，電極消耗少，電極成本大大降低。
3、由於採用了爐底平車，所以電極與爐口的距離可調，有利於排渣，可避免爐底沉渣故障，爐內溶觸液不斷流入臺包，免受電弧蒸發損失，又有強磁力線攪拌作用，爐渣易於與產品分離，產品質量好；亦可根據用電的平、谷、峰時電費的不同，調節電極與爐口的距離達到節電目的。
4、單電極無三角區，添料、搗料和電極扒皮均可實現機械化，減輕工人勞動強度，安全高效，也可利用本技術對現有三相三電極爐的改造。
5、本實用新型交、直流兩用單電極礦熱爐，生產品種多，操作方便，換品種時，只需清爐底，電源由交流變為直流時，只需斷掉電源電路中的逆變迴路的一組可控制矽即可。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖中有油缸1、爐底平車2、鎂炭磚3，耐火磚4，扒皮車5、水圈6，導電夾7，軟母線8，橫梁9，電極外套10，滑輪組11，卷揚機12，鋼絲繩13，自焙電極14，變壓器15，可控矽整流、逆變器16，臺包17，煙囪及超高壓除塵器18，支架19，爐體20，鋼軌21，銅母線22，樓板23，牆壁24。
圖2、圖3是兩種結構的低頻交流電源原理圖。
現舉一實例，並結合附圖加以說明。
將上述設計方案用於9000KVA的工業矽生產爐上，自焙電極直徑φ1500mm，長11000mm，電極外殼鋼板厚2mm，內裝油焦和焦油瀝青，爐體外徑φ6000mm，沿電極殼的內壁均勻豎直地裝有6個不鏽鋼板內翅，翅高350mm，厚0.8mm。經一段時間試用證明效果很好，節能降耗，扒皮機、搗爐推料機操作方便、靈活，特別是控制爐底平車，可改變電極在爐膛內的相對位置，便於排渣，也有利於調節在用電低谷時多用電，使電極離爐口遠些，在用電高峰時少用電，使電極離爐口近些，這樣可大幅度地節省電費。
權利要求1.一種低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐，由爐體(20)、電極(14)、電極(14)提升機構和電源組成，其特徵在於爐體(20)是安裝在爐底平車(2)上，爐膛內裝有一根自焙電極(14)，採用低頻交流或直流電源，爐體(20)外裝有可繞爐體(20)移動的扒皮車(5)。
2.按照權利要求1所述的礦熱爐，其特徵是爐底平車(2)是置於基礎上，車板上放有多條鋼軌(21)，爐體(20)放置在鋼軌(21)上，爐底平車(2)的移動，由油缸(1)和管路組成的液壓系統控制，可使爐體(20)沿爐口方向移動。
3.按照權利要求1所述的礦熱爐，其特徵是扒皮車(5)由車體及其上面的電焊機、扒皮夾子和氣動裝置組成，車輪放置在爐體(20)外側的圓形軌道上；電焊槍頭及扒皮夾子伸向電極(14)，氣動裝置控制電焊槍頭和扒皮夾子與電極(14)的距離，以便將電極外殼切割、扒下。
4.按照權利要求1所述的礦熱爐，其特徵是電極殼內壁上的內翅，可用不鏽鋼製作，亦可用炭素纖維製作。
5.按照權利要求1所述的礦熱爐，其特徵在於電極外壁上的導電夾(7)可用鑄鋼製作。
6.按照權利要求1所述的礦熱爐，其特徵在於本礦熱爐採用的交流電源，是將三相電源用整流、逆變電路技術後構成的單相低頻交流電源；採用的直流電源，是將構成的單相低頻交流電源電路中，相同方向一組可控矽斷掉構成。
專利摘要本實用新型屬於一種矽生產爐,其結構特點是:採用了爐底平車,爐體置於車上,移動車可從而改變電極在爐膛內的相對位置,爐內安裝一根自焙電極,電極高度由升降機構調節,爐體外安有可繞爐體移動的扒皮車,該爐消耗少,效率高,機械化程度高,適於改造現有設備,投資少。
文檔編號F27B3/00GK2333993SQ9823741
公開日1999年8月18日 申請日期1998年4月23日 優先權日1998年4月23日
發明者黃珂寧 申請人:黃珂寧