專(zhuān)利名稱(chēng)：直流電弧爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔化以廢鐵或生鐵作為料塊的煉鐵原料(以下稱(chēng)為廢鐵原料)的直流電弧爐。
背景技術(shù)：
以往，熔化廢鐵原料時(shí)使用圖1和圖2所示的直流電弧爐。
直流電弧爐具有爐體2、爐蓋3、1根上部電極4(陰極)、集塵管道5、爐蓋開(kāi)閉裝置6和電極升降裝置7。在爐體2下部設(shè)有底部電極1(陽(yáng)極);爐蓋3用于將該爐體2的上部封閉;上部電極4從該爐蓋3的中心沿上下方向貫通;集塵管道5與上述爐蓋3連接;爐蓋開(kāi)閉裝置6支持上述爐蓋3可使其升降和轉(zhuǎn)動(dòng);電極升降裝置7安裝在該爐蓋開(kāi)閉裝置6上，用于使上述上部電極4升降。
另外，上述爐體2通過(guò)搖桿9支持在下部臺(tái)架8上，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，在移開(kāi)爐蓋3的狀態(tài)下，利用傾斜驅(qū)動(dòng)裝置10的動(dòng)作使?fàn)t體2傾斜，從而使內(nèi)部已熔化的鐵水11從出鐵口12流到鐵水包臺(tái)車(chē)13上的鐵水包14內(nèi)。
在熔化廢鐵原料15時(shí)，利用爐蓋開(kāi)閉裝置6使上述爐蓋3上升并轉(zhuǎn)動(dòng)到旁邊將爐體2的上部打開(kāi)后，利用提斗等將用圖中未示出的設(shè)在別的位置的預(yù)熱裝置預(yù)熱過(guò)的廢鐵原料15裝到爐體2內(nèi)，然后用上述爐蓋3將爐體2封閉，在利用集塵管道5從爐體2內(nèi)抽風(fēng)的狀態(tài)下，使上部電極4下降到指定位置后，向電極1，4之間通電，使之發(fā)生并保持電弧16，使廢鐵原料15熔化。
這時(shí)，廢鐵原料15相對(duì)于其容積實(shí)際重量非常小，所以，一次熔化不能得到額定的鐵水量，因此，當(dāng)一次熔化結(jié)束之后，便停止向電極1，4間通電，將爐蓋4打開(kāi)，再次追加裝入廢鐵原料15，這樣，通過(guò)多次反復(fù)進(jìn)行和上述一樣的熔化作業(yè)之后，才利用傾斜驅(qū)動(dòng)裝置10使?fàn)t體2傾斜，使鐵水11從出鐵口12流到鐵水包14內(nèi)。
但是，在上述先有的直流電弧爐中，在裝入廢鐵原料15時(shí)，每次都要打開(kāi)爐蓋3，于是，爐體2內(nèi)的高溫氣體便向爐外部釋放，結(jié)果，向外部釋放大量的熱，造成巨大的熱損失，并且還有大量的粉塵飛散問(wèn)題，同時(shí)，還有產(chǎn)生噪音的問(wèn)題以及在進(jìn)行廢鐵原料15的追加裝入期間由于中斷熔化作業(yè)而損失燃弧時(shí)間引起鐵水11的溫度降低，從而大大降低熔化效率的問(wèn)題。
另外，由于在爐體2內(nèi)的廢鐵原料15與上部電極4之間發(fā)生的電弧16迅速地移動(dòng)到廢鐵原料15上而引起閃爍及短路，所以，在電源系統(tǒng)中存在發(fā)生大的電壓變動(dòng)等問(wèn)題。
作為用以解決上述問(wèn)題的直流電弧爐，人們?cè)O(shè)計(jì)了連續(xù)裝入式的直流電弧爐，該連續(xù)裝入式的直流電弧爐如圖3所示，在爐體2的側(cè)部或者如用假想線所示的那樣在爐蓋3上的上部電極4的側(cè)部設(shè)置用于進(jìn)行裝入廢鐵原料15的原料投入口17，利用送料裝置17a連續(xù)地將廢鐵原料15從上述原料投入口17裝入爐體2內(nèi)，以此來(lái)解決由于開(kāi)閉爐蓋3而引起的問(wèn)題和閃爍問(wèn)題。
但是，在上述圖3所示的先有的連續(xù)裝入式直流電弧爐中，由于廢鐵原料15的加裝入相對(duì)于上部電極4是從側(cè)部進(jìn)行的，所以，追加裝入的廢鐵原料15總是在爐體2內(nèi)的一側(cè)形成原料堆，于是，爐體2內(nèi)的溫度分布就不對(duì)稱(chēng)了，需要使用別的加熱裝置，另外，由于熔化殘留物等使熔化時(shí)間延遲，從而大大降低熔化效率，由于以靠近爐體2的爐壁23的一側(cè)的熔化為主，所以，爐體2容易受到局部損傷。
本發(fā)明就是為了克服上述先有的問(wèn)題而做出的，目的在于提供一種直流電弧爐，可以從2根上部電極之間連續(xù)地裝入廢鐵原料，通過(guò)使兩電極的電弧指向爐體中心的廢鐵原料，可以提高廢鐵原料的熔化效率，并且可以實(shí)現(xiàn)爐體的小型化和防止?fàn)t壁損傷，以及提高熱效率。
發(fā)明的公開(kāi)在本發(fā)明中，在將所需量的廢鐵原料已裝入由爐蓋封閉的爐體內(nèi)的狀態(tài)下，使上部電極下降到指定位置，向底部電極與上部電極之間通電，使之發(fā)生并保持電弧，進(jìn)行原料的熔化。在原料進(jìn)行熔化時(shí)，連續(xù)地每次將一定量的原料從原料投入口裝入爐體內(nèi)。這時(shí)，從原料投入口裝入的原料被供給到2根上部電極的正中間部分，并且，2根上部電極發(fā)生的電弧相互指向爐體的中心，對(duì)著裝入的原料作用，所以，可以提高原料的熔化效率。
另外，在本發(fā)明中，由于將原料預(yù)熱裝入裝置設(shè)在原料投入口的上部，所以，可以利用從爐體排出的高溫氣體將廢鐵原料直接加熱后再裝入爐體內(nèi)，從而可以提高上述原料的熔化效率，同時(shí)，可以節(jié)約向直流電弧爐的投入熱量，減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1是先有的直流電弧爐的一個(gè)例子的縱剖正視圖，
圖2是圖1的縱剖側(cè)視圖，圖3是先有的連續(xù)裝入式直流電弧爐的一個(gè)例子的剖面圖，圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖，圖5是沿圖4中的Ⅴ-Ⅴ箭頭方向的視圖，圖6是沿圖4中的Ⅵ-Ⅵ箭頭方向的視圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例下面，參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖4～圖6是權(quán)利要求1和2所述的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖中，和圖1～圖3相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)。
在下部設(shè)有底部電極1并且平面形狀呈橢圓形的爐體2的上部設(shè)有用于封閉爐體2的爐蓋3，在該爐蓋3的大致中心的位置形成原料投入口25，在上述爐蓋3上沿上述橢圓的長(zhǎng)軸方向貫通地設(shè)有2根上部電極26，27，將上述原料投入口25夾在中間。
上部電極26，27由電極升降裝置28支持，可以分別單獨(dú)上下移動(dòng)，另外，上部電極26，27還通過(guò)上部導(dǎo)體29與電源30連接，并且，上述底部電極1也通過(guò)下部導(dǎo)體31與上述電源30連接。
上述爐體2具有以上述2根上部電極26，27為焦點(diǎn)的橢圓形狀，并且在與橢圓的長(zhǎng)軸方向垂直的方向的一側(cè)設(shè)有出鐵口32，該出鐵口可以用堵眼器等用具堵塞。另外，爐蓋3通過(guò)密封裝置33設(shè)置在爐體2的上部，在檢修爐體2時(shí)可以取下來(lái)。
另外，在上述原料投入口25的上部，設(shè)置具有填充槽式熱交換器34的原料預(yù)熱裝入裝置35，在該原料預(yù)熱裝入裝置35的填充槽式熱交換器34的上部位置設(shè)有由擋板等構(gòu)成的密封器36，在該密封器36的下側(cè)，通過(guò)排氣管38與具有熱交換器、集塵裝置和排風(fēng)扇等排氣裝置37連接。圖中，39是向原料預(yù)熱裝入裝置35的密封器36的上部供給廢鐵原料15的原料供給裝置，40是將由填充槽式熱交換器34預(yù)熱過(guò)的廢鐵原料15推到原料投入口25上進(jìn)行連續(xù)地裝入用的原料裝入裝置，41是圓筒等可傾裝置，用于在檢修爐體2時(shí)使?fàn)t體2傾斜將爐體2內(nèi)的鐵水11和爐滓等全部排出。
在進(jìn)行熔化廢鐵原料15時(shí)，在將所需量的廢鐵原料15已裝入由爐蓋3封閉的爐體2內(nèi)的狀態(tài)下，向底部電極1與上部電極26、27之間通電，使之發(fā)生電弧16，使廢鐵原料15熔化。在廢鐵原料15開(kāi)始熔化后，從原料投入口25連續(xù)地每次裝入一定量的廢鐵原料15。這時(shí)，從原料投入口25投入的廢鐵原料15被裝入到2根上部電極27，28的正中間部分，因此，在上述爐體2內(nèi)的溫度分布對(duì)稱(chēng)的狀態(tài)下進(jìn)行熔化，結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生未熔塊等，從而可以提高熔化效率。
另外，由于上述各上部電極26、27產(chǎn)生的電弧16的作用都是指向廢鐵原料15裝入的中心部分，所以，可以更有效地熔化連續(xù)投入的廢鐵原料15。
即，在圖5中，沿箭頭方向流過(guò)圖中左側(cè)的上部電極26的電流(方向向上)，按右手螺旋法則產(chǎn)生的右螺旋磁場(chǎng)24被圖中右側(cè)的上部電極27橫切，根據(jù)該電流方向(向上)和磁場(chǎng)方向(垂直紙面向里)，按弗菜銘左手定則，上述右側(cè)上部電極27發(fā)生的電弧16受到從右向左的力F的作用，同樣，橫切由右側(cè)上部電極27產(chǎn)生的磁場(chǎng)24的左側(cè)上部電極26發(fā)生的電弧16，由于磁場(chǎng)24的方向垂直紙面向外而受到從左向右的力F的作用，于是，上部電極26，27產(chǎn)生的電弧16相互指向中心，所以，可以有效地熔化向該中心供給的廢鐵原料15。
上述上部電極(碳精電極)26，27價(jià)格高，由于氧化消耗快，要求盡可能減小電極的表面積，所以，最少設(shè)置2根上部電極26，27，以便將廢鐵原料15供給到它們之間，盡可能抑制電極的消耗。
在所需量的廢鐵原料15熔化完時(shí)，利用圖中未示出的開(kāi)口裝置將出鐵口32打開(kāi)，使鐵水11流出。這時(shí)，為了確保下一次熔化作業(yè)時(shí)的通電的可靠性，在爐體2的底部留下所需量的鐵水11。
另外，在需要對(duì)爐體2進(jìn)行檢修時(shí)，從爐蓋3上將上部電極26，27拔出或者將爐蓋3取走之后，利用可傾裝置41使?fàn)t體2傾斜，將爐體2底部的鐵水11和廢滓全部排出。
按照上述實(shí)施例，與先有的連續(xù)裝入式直流電弧爐相比，由于電弧16指向裝入到中心的廢鐵原料15，所以，在短時(shí)間內(nèi)可以非常有效地進(jìn)行廢鐵原料的熔化，并且由于爐內(nèi)溫度分布對(duì)稱(chēng)，所以，可以進(jìn)一步提高熔化效率，同時(shí)還可以減少對(duì)爐壁23的損耗。
另外，由于將原料預(yù)熱裝入裝置35設(shè)在原料投入口25上，可以利用從爐體2排出的高溫氣體直接加熱廢鐵原料15，并且不必打開(kāi)爐蓋3就可以連續(xù)地裝入廢鐵原料15，所以，不僅可以提高上述廢鐵原料15的熔化效率，而且可以節(jié)約向直流電弧爐的投入熱量，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，爐體的形狀可以采用圓筒形、橢圓形、長(zhǎng)方形等各種形狀，原料預(yù)熱裝入裝置可以采用各種方式，在不超出本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)可以作各種變更。
工業(yè)上利用的可能性在熔化廢鐵原料的直流電弧爐內(nèi)，從2根上部電極間形成的原料投入口連續(xù)地裝入廢鐵原料，通過(guò)使電弧指向爐體中心的廢鐵原料，可以提高廢鐵原料的熔化效率，可以使?fàn)t體實(shí)現(xiàn)小型化，以及防止?fàn)t壁的損耗，減少投入熱量。
權(quán)利要求
1.直流電弧爐，其特征在于具有在其底部設(shè)有底部電極的爐體、用于將該爐體的上部封閉的爐蓋、在該爐蓋的大致中心形成的原料投入口和在沿橫向?qū)⒃撛贤度肟趭A在中間的沿上下方向貫通上述爐蓋的2根上部電極。
2.按權(quán)利要求1所述的直流電弧爐，其特征在于在原料投入口的上部，設(shè)有與排氣裝置連接的原料預(yù)熱裝入裝置。
全文摘要
本發(fā)明的直流電弧爐具有在其下部設(shè)有底部電極(1)的爐體(2)、用于將該爐體(2)的上部封閉的爐蓋(3)、在該爐蓋(3)的大致中心位置形成的原料投入口(25)和在沿橫向?qū)⒃撛贤度肟?25)夾在中間的沿上下方向貫通上述爐蓋(3)的2根上部電極(26)，(27)。從原料投入口(25)連續(xù)地裝入廢鐵原料，并使電弧指向位于爐體(2)中心的廢鐵原料。
文檔編號(hào)F27D99/00GK1104836SQ94190194
公開(kāi)日1995年7月5日 申請(qǐng)日期1994年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月15日
發(fā)明者吉田弘信, 月崎伸一 申請(qǐng)人:石川島播磨重工業(yè)株式會(huì)社