專利名稱：直流電爐防穿底側(cè)壁底電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
直流電爐防穿底側(cè)壁底電極技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于冶金熔煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有助于在熔煉時避免局 部高溫、防止?fàn)t底穿底、，提高底電極和電爐使用壽命的直流電爐防穿底側(cè)壁底 電極。
背景技術(shù)：
提高直流電爐的啟動效率，均衡爐底、爐膛溫度，延長爐底使用壽命，簡 化爐底周邊設(shè)施，降低爐子安裝高度，對提高直流電爐的使用效率具有重要的 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。從實踐和理論上看，爐底的材料，砌筑方式，底電極的形式 對底電極的電化學(xué)腐蝕、熱腐蝕，進(jìn)而對爐底的腐蝕具有重要的影響，而啟動 時底電極的局部高溫和快速腐蝕是重中之重。目前可見的底電極技術(shù)主要有(1) ABB為代表可導(dǎo)電耐火材料的底電極爐底。(2) MANN-GHH為代表的插 入爐底耐材的鋼針式底電極。(3) DVAI為代表的插入爐底耐材的多片式鋼片底 電極。(4) Cleim為代表的插入爐底耐材的水冷式鋼管摯式底電極。從形式上看 ABB的導(dǎo)電耐材爐底底電極大量使用導(dǎo)電耐材價格昂貴，其它形式的底電極都 是在導(dǎo)熱性差的高耐材中置入不同形式的鋼電極，并直接與溶液接觸，而且所 有的設(shè)計都是電流通過爐底底電極在爐底下部與供電設(shè)施和冷卻設(shè)施連接形成 回路的。這些底電極技術(shù)在鋼鐵冶煉生產(chǎn)中獲得了很好的應(yīng)用，但是也存耗用 大量價格昂貴的導(dǎo)電耐材，砌筑置入方式復(fù)雜，底電極的供電、冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜 等問題。特別是在應(yīng)用于冶煉有色金屬時，由于含鐵量低、溫度高，容易形成 底電極周圍局部高溫和底電極V形腐蝕導(dǎo)至爐底快速腐蝕甚至發(fā)生穿底。 實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，能夠有效地延長爐役壽命和 簡化周邊設(shè)備的直流電爐防穿底側(cè)壁底電極。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的包括爐底導(dǎo)電工作層、爐底永久工作層、 側(cè)壁底電極和冷卻裝置，爐底導(dǎo)電工作層設(shè)置于爐底永久工作層之上，側(cè)壁底電極沿爐底徑向均布于爐底永久工作層中上部形成側(cè)壁底電極組，側(cè)壁底電極 前端在爐底永久工作層適當(dāng)位置上轉(zhuǎn)向伸入到爐底導(dǎo)電工作層并與上層持平， 另一端通過爐壁引出爐體，側(cè)壁底電極在爐體外并接后與母線聯(lián)接，接入供電 系統(tǒng)。本實用新型采用了爐底導(dǎo)電工作層與防穿底側(cè)壁底電極組結(jié)合，利用兩種 材料的不同的熱電阻特征，建立了快速的導(dǎo)熱、均熱、均流機(jī)制，改善了直流 電爐冶煉的工作環(huán)境。側(cè)壁底電極在高耐材爐底永久工作層中轉(zhuǎn)向，將側(cè)壁底 電極引出爐側(cè)壁外連接，防止了鋼針電極直接向下腐蝕發(fā)生可能的直流電爐穿 底，延長爐役壽命。此外，本實用新型還簡化了爐子的結(jié)構(gòu)，降低了爐子的安 裝高度，簡化了周邊設(shè)備的連接。


以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對 本實用新型加以限制。圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為圖1之AA向視圖；圖3為本實用新型另一實施例整體結(jié)構(gòu)剖視圖。其中l(wèi)為爐體，2為爐壁，3為上電極，4為爐底導(dǎo)電工作層，5為側(cè)壁 底電極鋼針，6為冷卻裝置，7為轉(zhuǎn)接器，8為上電極母線，9為引出電極，10 為電極母線，ll為供電系統(tǒng)，12為爐底永久工作層具體實施方式
如圖l一圖3所示，本實用新型包括爐底導(dǎo)電工作層4、爐底永久工作層 12、側(cè)壁底電極和冷卻裝置6，爐底導(dǎo)電工作層4設(shè)置于爐底永久工作層12之 上，側(cè)壁底電極沿爐底徑向均布于爐底永久工作層12中上部形成側(cè)壁底電極 組，側(cè)壁底電極前端在中部向上轉(zhuǎn)向伸入到爐底導(dǎo)電工作層4，另一端通過爐 壁引出爐體1，在爐壁外并聯(lián)后通過電極母線10與供電系統(tǒng)11聯(lián)接。所述的側(cè)壁底電極由側(cè)壁底電極鋼針5和引出電極9組成，兩者通過轉(zhuǎn)接 器7或熔接方式連接。側(cè)壁底電極通過引出電極9引出爐體1外并聯(lián)后，用母 線10與供電系統(tǒng)11連接。所述的引出電極9端部與爐體1處設(shè)置冷卻裝置6。所述的冷卻裝置6為絕緣水套，或應(yīng)用爐殼冷卻等其他冷卻方式同樣也可 以實現(xiàn)本實用新型的目的，對側(cè)壁底電極進(jìn)行有效的冷卻。 所述的側(cè)壁底電極鋼針組沿徑向均分或均分布局。如圖3示出了本實用新型的另一個實施例，在爐底永久工作層12中設(shè)置有 側(cè)壁底電極之轉(zhuǎn)接器7，轉(zhuǎn)接器7設(shè)有互為90度電極孔，側(cè)壁底電極鋼針5插 入轉(zhuǎn)接器7的上孔，引出電極9插入轉(zhuǎn)接器7的側(cè)孔中。所述的爐底導(dǎo)電工作層可以采取不同材質(zhì)、不同形狀、不同砌筑方式的導(dǎo) 電耐火工作層；所述的側(cè)壁底電極可以不同材質(zhì)、形狀的金屬制成。所述的爐底永久工作層由耐熱性好、耐腐蝕性好的耐火材料構(gòu)成。本實用新型工作原理本實用新型利用金屬側(cè)壁底電極鋼針群與爐底導(dǎo)電工作層共同建立了快速 導(dǎo)熱、均流、均熱的自我調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。側(cè)壁底電極鋼針的熱阻變化特征是常溫 下鋼針的電阻小，導(dǎo)電率高，隨溫度的上升，電阻變大，導(dǎo)電率減?。欢鵂t底 導(dǎo)電工作層通常為導(dǎo)電耐火材料，其熱阻變化特征是常溫下電阻大，導(dǎo)電率 低，隨著溫度上升，電阻變小，導(dǎo)電率升高。將這樣兩種不同熱阻特性的材料 結(jié)合，形成導(dǎo)電和導(dǎo)熱的互補(bǔ)機(jī)制，形成從加熱、熱均衡到電流平衡的側(cè)壁底 電極供電回路，達(dá)到爐底、爐溫均衡變化的目的，避免鋼針電極局部高溫的發(fā) 生和快速腐蝕。此外徑向均分布局的鋼針布局遠(yuǎn)離上電極中心，進(jìn)一步的避免 了局部高溫。其二、側(cè)壁底電極的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)設(shè)計目的是利用爐底永久工作層耐高溫、耐 腐蝕的特征，阻止可能直接向下發(fā)生的腐蝕引起爐底穿底。此外，通過轉(zhuǎn)接器 轉(zhuǎn)向引出的電極從側(cè)壁穿出，使側(cè)壁底電極的聯(lián)接和冷卻變得比較簡單方便， 并可以利用不同的并聯(lián)方式控制爐體的電流分布達(dá)到控制電孤和偏孤的目的。本實用新型的工作工程設(shè)計人在1250KVA和2500KVA的直流電爐上應(yīng)用了本實用新型的防穿底 側(cè)壁底電極技術(shù)，直流電爐的起孤運(yùn)行和爐底均熱狀況的測試結(jié)果表明，直流 電爐的啟動快、運(yùn)行平穩(wěn)、爐底腐蝕均衡，鋼針電極的溶蝕范圍明顯減小，較 好的延長了底電極和爐底的壽命。同時，由于簡便的底電極側(cè)壁引出結(jié)構(gòu)，使 電爐與周邊供電、水冷設(shè)施的聯(lián)接和維護(hù)大為簡化，降低了爐體的高度，節(jié)省 了投資，并顯著的改善了電爐的操作性能和經(jīng)濟(jì)性能。 本實用新型的特點(diǎn)1、 建立了底電極的熱均衡和電流均衡機(jī)制，較好底避免了底電極局部高溫 和快速腐蝕。2、 底電極轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)有效防止可能發(fā)生的爐底直接腐蝕穿底。2、 底電極側(cè)壁引出結(jié)構(gòu)簡化了爐子的設(shè)計和結(jié)構(gòu)，降低爐子高度、方便外 設(shè)連接、改善操作環(huán)境，節(jié)約了投資。3、 爐壁外底電極水冷設(shè)計，簡捷方便，延長了底電極的壽命。
權(quán)利要求1、直流電爐防穿底側(cè)壁底電極，包括爐底導(dǎo)電工作層(4)、爐底永久工作層(12)、側(cè)壁底電極和冷卻裝置(6)，其特征是爐底導(dǎo)電工作層(4)設(shè)置于爐底永久工作層(12)之上，側(cè)壁底電極沿爐底徑向均布于爐底永久工作層中上部(12)形成側(cè)壁底電極組，側(cè)壁底電極前端在爐底永久工作層中適當(dāng)位置向上轉(zhuǎn)向伸入到爐底導(dǎo)電工作層并與之上層持平(4)，另一端通過爐壁(2)引出爐體(1)外，并聯(lián)后通過電極母線(10)與供電系統(tǒng)聯(lián)接。
2、 如權(quán)利要求1所述的直流電爐防穿底側(cè)壁底電極，其特征是所述的側(cè) 壁底電極由側(cè)壁底電極鋼針(5)和引出電極(9)組成，兩者通過轉(zhuǎn)接器(7) 或熔接方式連接，側(cè)壁底電極前端在爐底永久工作層中適當(dāng)位置向上轉(zhuǎn)向伸入 到爐底導(dǎo)電工作層并與之上層持平；側(cè)壁底電極后端通過引出電極(9)引出爐 體(1)夕卜，并聯(lián)后通過電極母線(10)與供電系統(tǒng)(11)連接。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的直流電爐防穿底側(cè)壁底電極，其特征是所述 的鋼針電極(5)，轉(zhuǎn)向器或溶接(7)，引出電極(9)結(jié)構(gòu)與爐底工作層(4) 和爐底永久工作層(12)的安裝結(jié)構(gòu)以及爐體(1)聯(lián)接處設(shè)置冷卻裝置(6)。
4、 如權(quán)利要求3所述的直流電爐防穿底側(cè)壁底電極，其特征是所述的冷 卻裝置(6)為絕緣水套。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的直流電爐防穿底側(cè)壁底電極，其特征是所述 的側(cè)壁底電極鋼針組沿爐底徑向均分或均分布，并在爐底永久工作層中適當(dāng)位 置向上轉(zhuǎn)向伸入到爐底導(dǎo)電工作層并與之上層持平。
6、 如權(quán)利要求1所述的直流電爐防穿底側(cè)壁底電極，其特征是在永久爐 底(12)中設(shè)置有側(cè)壁底電極之轉(zhuǎn)接器(7)，轉(zhuǎn)接器(7)設(shè)有互為卯度電極 孔，側(cè)壁底電極鋼針(5)插入轉(zhuǎn)接器(7)的上孔，引出電極(9)插入轉(zhuǎn)接器(7)的側(cè)孔中。
專利摘要本實用新型公開了一種直流電爐防穿底側(cè)壁底電極，包括爐底導(dǎo)電工作層(4)爐底永久工作層(12)、側(cè)壁底電極和冷卻裝置(6)，其特征是爐底導(dǎo)電工作層(4)設(shè)置于爐底永久工作層(12)之上，側(cè)壁底電極沿爐底徑向均布于爐底永久工作層(12)中上部形成側(cè)壁底電極組，側(cè)壁底電極前端在爐底永久工作層爐底中適當(dāng)位置向上轉(zhuǎn)向伸入到爐底導(dǎo)電工作層并與之上層持平(4)，另一端通過爐壁(2)引出爐體(1)，側(cè)壁底電極在爐體(1)外并聯(lián)后通過電極母線(10)供電系統(tǒng)聯(lián)接。本實用新型采用了爐底導(dǎo)電工作層、爐底永久工作層與防穿底側(cè)壁底電極組結(jié)構(gòu)的結(jié)合，建立了快速的導(dǎo)熱、均熱、均流機(jī)制，改善了直流電爐冶煉的工作環(huán)境，有效地防止直流電爐防穿底情況的發(fā)生，簡化了爐子與周邊設(shè)備的連接和爐子的結(jié)構(gòu)，延長爐役壽命。
文檔編號H05B7/06GK201173702SQ20072010529
公開日2008年12月31日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者勃 彭, 喜 方 申請人:方 喜;彭 勃