專利名稱：一種能冶煉硅鋁鐵合金的新型直流電弧爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵合金領(lǐng)域中的冶煉設(shè)備。是一種特別適用于冶煉硅系高電耗的硅鋁鐵、硅鈣、硅鋇合金的埋弧式電弧爐。
直流電弧爐技術(shù)已在煉鋼上得以廣泛應(yīng)用。但在鐵合金領(lǐng)域中的應(yīng)用才剛起步。各種技術(shù)的不同點(diǎn)，體現(xiàn)在底電極結(jié)構(gòu)的變化上，一般均采用單電極和導(dǎo)電爐底。如公告號(hào)為CN20669061μ的所提出的直流電弧爐，與現(xiàn)有單電極直流埋弧式礦熱爐技術(shù)相似，但由于只用兩根石墨棒將電流引入碳?jí)K組成的底電極，石墨與碳?jí)K的電阻相差較大，電流主要集中在石墨塊上，造成整個(gè)爐底的電流分布不均，進(jìn)而導(dǎo)致爐底的溫度不均，不利于冶煉過程的順利進(jìn)行，不利于產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的提高。
本發(fā)明的目的是提供一種電氣參數(shù)(導(dǎo)電效率高，電流分布均勻)和性能指標(biāo)都很好的，可用于冶煉需要高溫高電耗硅鋁鐵合金的新型直流電弧爐。
針對(duì)以上目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。1.爐體采用普通電弧爐(礦熱爐)爐體，而電極改為一根電極。2.底電極由純鐵或普通鋼制成，其大小和爐底面積相等，并由兩側(cè)(小功率)或四側(cè)(大功率)引入電流。引入電流的電極與底電極為一塊整鋼制成。為減少內(nèi)源熱(電阻熱)，宜采用低電阻的鋼塊，其表面還應(yīng)打磨光滑。如小功率的直流電弧爐，可用一整塊的石墨電極塊做成底電極。3.底電極之上有一個(gè)用鋼圈預(yù)埋法整體成型的、并經(jīng)焙燒而成的碳素電極層。
碳素電極層與鋼質(zhì)底電極之間是先進(jìn)的導(dǎo)電性能良好的絕熱材料--鎂碳磚。采用特殊措施保證碳素電極層與鎂碳磚層，鎂碳磚層與鋼板電極層之間的低電阻緊密聯(lián)接。4.鋼質(zhì)底電極下面是水冷套，當(dāng)冶煉在冶煉需1900℃左右才能還原的硅鋁鐵或硅鋁鋇時(shí)，由于熔煉坩堝的高溫經(jīng)過炭磚后，溫度仍很高，可能會(huì)熔化鋼質(zhì)電極，應(yīng)該通水冷卻，以保證電極可以正常工作。如用鎂碳磚代替碳磚，則水冷套只作為冷卻系統(tǒng)意外事故的備用設(shè)施。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.用鋼圈成型法形成的碳素底電極保證了爐底能耐3000℃左右的高溫，用于冶煉1900℃需高溫才能還原的、市場(chǎng)急需的硅鋁鐵和硅鋁鋇合金。2.用整體形成的石墨(碳鋼)底電極，由于能使電負(fù)荷和電流在整個(gè)爐底分布均勻，從而使?fàn)t底火力不過于集中，坩堝較大，溫度也均勻，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。3.為使底電極碳鋼不因坩堝傳導(dǎo)出高溫而燒壞，可不用碳磚而用良好的導(dǎo)電絕熱材料鎂碳磚，可顯著減少熱損失，有利節(jié)能。4.碳鋼下面的冷卻水套可以使電極和坩堝都處于正常工作狀態(tài)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻效果較好。
現(xiàn)結(jié)合附圖
，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明圖中，1帶加固鋼圈的爐殼，2為耐火磚碎塊，3為底電極的碳素打結(jié)層，4鋼質(zhì)底電極，5為電極夾和導(dǎo)電銅瓦(帶水冷管)。6.鋼質(zhì)底電極的水冷管，7.工字鋼，8.絕緣耐火磚和混凝土組成的底座。9.絕熱材料層。10.耐火磚，11.碳素打結(jié)層。12.鎂碳磚。13.銅瓦。14.鋼質(zhì)底電極的電流引入端。15.頂電極。16.頂電極銅瓦。17.電弧。
電流靠水冷銅瓦13與電極夾5形成的電能導(dǎo)入結(jié)構(gòu)14，被引入鋼質(zhì)底電極4。再經(jīng)導(dǎo)電性良好的絕熱材料鎂碳磚12，進(jìn)入碳素底電極層3，在此，與頂電極(自焙電極)15之間產(chǎn)生電弧17?？侩娀岚讯逊旁谥車臓t料熔化，并在1900℃～2000℃的高溫下，碳還原生成硅鋁鐵合金，定期從出鐵口(圖中末標(biāo)出)出鐵。出鐵完成后，推下爐料，繼續(xù)開始冶煉。如此循環(huán)，形成不斷加料，不斷出鐵水的連續(xù)冶煉過程。為保證爐內(nèi)必須的高溫和節(jié)能的需要，爐體四周有絕熱材料9和氣隙式耐火材料碎塊2以及耐火磚10組成的保溫層，最外層有帶加固筋的鋼板組成爐殼。
據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，由于有上述特點(diǎn)的底電極結(jié)構(gòu)，該新型直流電弧爐冶煉硅鋁鐵合金，產(chǎn)量提高10％，能耗下降8％，基本不漲爐底。
權(quán)利要求
1.一種能冶煉硅鋁鐵合金的新型直流電弧爐，其技術(shù)特征是爐體采用普通電弧爐(礦熱爐)爐體，而頂電極改為一根電極，放在爐心正中稍微偏向出鐵口的位置，以利于順利出鐵。
2.權(quán)力一所要求的一種能冶煉硅鋁鐵合金的新型直流電弧爐，其技術(shù)特征是底電極由普通鋼制成，其大小和爐底面積相等，并由兩側(cè)(小功率)或四側(cè)(大功率)引入電流。引入電流的電極與底電極為一塊整鋼制成。為減少內(nèi)源熱(電阻熱)，宜采用低電阻的鋼塊，其表面還應(yīng)打磨光滑。如小功率的直流電弧爐，可用一整塊的石墨電極塊做成底電極。
3.權(quán)力一所要求的一種能冶煉硅鋁鐵合金的新型直流電弧爐，其技術(shù)特征是底電極之上有一個(gè)用鋼圈預(yù)埋法整體成型的、并經(jīng)焙燒而成的碳素電極層。
4.權(quán)力一所要求的一種能冶煉硅鋁鐵合金的新型直流電弧爐，其技術(shù)特征是，碳素電極層與鋼質(zhì)底電極之間是先進(jìn)的導(dǎo)電性能良好的絕熱材料--鎂碳磚。采用特殊措施保證碳素電極層與鎂碳磚層，鎂碳磚層與鋼板電極層之間的低電阻緊密聯(lián)接。
5.權(quán)力一所要求的一種能冶煉硅鋁鐵合金的新型直流電弧爐，其技術(shù)特征是，鋼質(zhì)底電極下面是水冷套，當(dāng)冶煉在冶煉需1900℃左右才能還原的硅鋁鐵或硅鋁鋇時(shí)，由于熔煉坩堝的高溫經(jīng)過炭磚后，溫度仍很高，可能會(huì)熔化鋼質(zhì)電極，應(yīng)該通水冷卻，以保證電極可以正常工作。如用鎂碳磚代替碳磚，則水冷套只作為冷卻系統(tǒng)意外事故的備用設(shè)施。
全文摘要
一種能冶煉硅鋁鐵合金的新型直流電弧爐，其特征是底電極由普通鋼制成，其大小和爐底面積相等，并由兩側(cè)引入電流。表面打磨光滑。碳素電極層與鋼質(zhì)底電極之間是導(dǎo)電性能良好的絕熱材料——鎂碳磚。采用特殊措施保證碳素電極層與鎂碳磚層，鎂碳磚層與鋼板電極層之間的低電阻緊密聯(lián)接。為保證能冶煉需1900℃左右才能還原的硅鋁鐵合金或硅鋁鋇合金時(shí)，鋼質(zhì)底電極下設(shè)置水冷套。
文檔編號(hào)F27B3/08GK1164015SQ9610481
公開日1997年11月5日 申請(qǐng)日期1996年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月30日
發(fā)明者張成山, 牛慶常, 閻庚太, 張玉平, 秦潤忠, 孫善海, 徐暉, 張廣海 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部, 山東省新汶礦務(wù)局泉溝煤礦