專(zhuān)利名稱(chēng)：新型石墨化電極培燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于組裝式專(zhuān)用工業(yè)爐窯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)。
石墨化電極是工業(yè)電爐用的消耗件，將普通碳化電極坯料，加熱至2600℃以上才能完成碳電極分子的石墨化排列。這一轉(zhuǎn)化工藝須在高溫密封環(huán)境下完成，所用的設(shè)備稱(chēng)之為石墨化電極培燒爐。目前的培燒爐多是采用可以拆裝式的外墻板和兩端的石墨導(dǎo)電電極支架板定位在預(yù)先砌好的用耐熱材料制成的基礎(chǔ)底座上形成一個(gè)上裝填式的培燒爐外爐體。然后從上面將碳化電極毛坯用支架均勻安放在預(yù)留的爐膛之中，再用耐高溫導(dǎo)電焦碳組成的導(dǎo)電介質(zhì)充填在毛坯電極之間的空間間隙，將毛胚電極定位后拆除膛內(nèi)支架，并保證導(dǎo)電介質(zhì)和兩端石墨電極保持良好的接觸。再將與外墻體周邊的空隙和爐膛上部空間用隔熱材料充填并密封起來(lái)。這樣，再將兩端的石墨電極通過(guò)鋁帶引向大功率硅整流的輸出端，引入直流大電流通過(guò)爐膛中的導(dǎo)電介質(zhì)和碳毛胚電極產(chǎn)生焦耳熱而使?fàn)t溫迅速升至培燒溫度，即可完成石墨化的轉(zhuǎn)化。目前培燒爐兩端的石化電極采用的是圓柱形，即橫截面為圓形，按爐膛的截面均勻分布兩排或按圓形均布，大量的實(shí)踐證明，圓形電極與導(dǎo)電鋁帶之間的連接操作繁瑣，接觸電阻偏大，爐膛內(nèi)形成電流分布不均勻，爐膛內(nèi)的熱力場(chǎng)分布不合理，而形成勞動(dòng)強(qiáng)度大，培燒時(shí)間長(zhǎng)，耗電能量偏大。
本實(shí)用新型的目的是提供一個(gè)新型石墨化電極培燒爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采取合理的電極形狀、結(jié)構(gòu)和分布操作強(qiáng)度降低和時(shí)間節(jié)省，并使?fàn)t膛內(nèi)的熱力場(chǎng)分布更加合理均勻，以實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。
本實(shí)用新型的關(guān)鍵在于將傳統(tǒng)爐端石墨導(dǎo)電電極改進(jìn)為截面為矩形的四棱柱形電極，從而將電極與導(dǎo)電鋁帶的連接改進(jìn)為銅夾板式的緊固連接，不但方法簡(jiǎn)單，操作便宜，而且石墨電極的接觸電阻可大大降低，結(jié)合實(shí)驗(yàn)給出的新的電極柱分布設(shè)計(jì)從而可以大大降低能耗，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和裝爐時(shí)間。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的目的是如何實(shí)現(xiàn)的。
附


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為
圖1的左視圖。
其中1代表可拆裝的外墻板，1A代表裝配螺栓桿，2代表電極支架板，2A代表石墨電極，3代表耐熱材料基礎(chǔ)，3A代表待培燒碳化電極，4代表導(dǎo)電介質(zhì)焦炭，5代表隔熱密封層，6代表導(dǎo)電鋁帶，7代表銅夾板，8代表緊固螺栓。
采用矩形截面的兩端石墨電極2A完全出于工藝操作的需要，它不僅在解決電極2A與導(dǎo)電鋁帶6連接的問(wèn)題上得以簡(jiǎn)化，縮短了裝爐時(shí)間，且降低了接觸電阻。兩端石墨電極2A伸入爐膛內(nèi)部分的周?chē)杼畛涓魺岵牧戏雷o(hù)，且需要嚴(yán)格的密封。矩形石墨電極在填徹耐火磚時(shí)就比圓形電極簡(jiǎn)便得多，而且密封狀態(tài)好，裝填速度快。除改進(jìn)截面形狀外，進(jìn)一步的措施是改變了電極在徑向排列的規(guī)律。
以往圓柱電極采用的是兩排均勻并列，或者是圍圓中心電極接圓周均勻分布。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采樣和模擬分析計(jì)算表明這樣的電極分布在爐膛內(nèi)形成的熱力場(chǎng)分布并不合理，中心溫度偏高，散射損耗較大，實(shí)際上是能源的浪費(fèi)。為此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)中四棱柱形石墨電極仍按爐膛軸向排列，在徑向橫截面中其排布的規(guī)律改為沿矩形周邊均勻分布方式。而且在矩形分布的中央舍棄了中心電極。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和計(jì)算驗(yàn)證最佳的技術(shù)方案是每端采用八根方形電極，按口字形均勻排列，其爐膛內(nèi)的電流分布和溫度場(chǎng)分布最為均勻，而且其按相同裝爐量計(jì)算其所需電源提供的單位電流密度降低明顯。而且裝爐時(shí)間短，出爐產(chǎn)品石墨化程度均勻達(dá)到了節(jié)能優(yōu)質(zhì)、高效的改進(jìn)設(shè)計(jì)目的。
權(quán)利要求1.一種由拆裝式外墻板(1)和兩端電極支架板(2)定位在耐熱材料制成的底座(3)上形成的上裝填式新型石墨化電極培燒爐，應(yīng)用時(shí)待培燒碳電極(3A)均勻排列在爐膛中，用耐高溫導(dǎo)電焦炭(4)充填在碳電極(3A)的間隙之間并與兩端支架板(2)上的石墨電極(2A)形成良好接觸，在爐膛外周邊及上部空間用耐高溫隔熱材料(5)充填密封，兩端石墨電極(2A)通過(guò)導(dǎo)電鋁帶(6)接至大功率硅整流器的輸出端，其特征在于設(shè)在兩端支架板(2)上的石墨電極(2A)橫截面為矩形，并借助銅制夾板(7)實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)電鋁帶(6)的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的新型石墨化電極培燒爐，其特征在于石墨電極(2A)與爐膛軸向平行排列，并在徑向截面上沿矩形周邊均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的新型石墨化電極培燒爐，其特征在于爐端石墨電極(2A)每端8根排列成口字形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是對(duì)石墨化電極培燒爐的一次改進(jìn),改進(jìn)的方案主要是爐端石墨電極形狀,電極支架及其按矩形周邊均勻分布的形式,從而使電極裝卸速度加快,接觸電阻降低,使?fàn)t膛內(nèi)的電流分布和熱力場(chǎng)分布更加合理,實(shí)現(xiàn)了高效、簡(jiǎn)便、節(jié)能的效果。
文檔編號(hào)F27D11/08GK2453371SQ00264410
公開(kāi)日2001年10月10日 申請(qǐng)日期2000年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月5日
發(fā)明者楊獻(xiàn)廷, 耿巨泉 申請(qǐng)人:元氏縣槐陽(yáng)熱電廠(chǎng)