專利名稱：直流電弧爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電弧爐，該爐具有一個(gè)用一種金屬外殼圍繞的下爐缸，具有至少一個(gè)作為陰極連接的電極，還有至少一個(gè)導(dǎo)電爐底，爐底包括一層或多層爐襯，爐襯具有導(dǎo)電磚或其他作用相同的爐料，上述爐襯層放置在覆蓋大部分底部的接觸板上，該接觸板形成作為陽極連接的導(dǎo)電爐底，并且放置在一個(gè)底板上，所述接觸板設(shè)有多個(gè)連接附件，穿過底板上的孔，并且經(jīng)電線與一個(gè)設(shè)置在下爐缸附近的供電裝置相連接。
本發(fā)明涉及的現(xiàn)有技術(shù)，例如是由美國專利說明書4，550，413所公開的。
就大容量直流電弧爐來說，在電流引入和導(dǎo)出線內(nèi)流動(dòng)的大電流導(dǎo)致電弧偏轉(zhuǎn)。電弧不能垂直地進(jìn)行燃燒的。確切地說，電弧是朝向爐壁的，從而使該部位過熱。
由于電流引入和輸出線特別配置在下爐缸的下面和附近，就可以達(dá)到電弧的“定心”。因此，在美國專利說明書US-A-4，550，413和US-A-4，577，326中提出，將這些導(dǎo)線敷設(shè)成，由流動(dòng)的直流電流形成的磁場對稱地作用在電弧上。但是，這些措施是昂貴的，從而不僅提高了費(fèi)用，而且也增加爐的占地面積。另一個(gè)技術(shù)方案是，使電極連同電極座相對于下爐缸可沿水平方向移動(dòng)，以補(bǔ)償電流導(dǎo)入和輸出的不平衡。這個(gè)措施也是很昂貴的，因?yàn)樵跔t蓋內(nèi)要有足夠的空間用作電極移動(dòng)途徑。
然而，電流引線卻使電弧形成非所要求的偏轉(zhuǎn)，在實(shí)際上完全可能發(fā)生電弧要有針對性地偏轉(zhuǎn)到這個(gè)或那個(gè)方向上，例如在一個(gè)偏置底部放液口區(qū)內(nèi)或?qū)B續(xù)裝料的爐在所述區(qū)內(nèi)導(dǎo)致更多的熱量。這只有通過電極相對于下爐缸作水平移動(dòng)才有可能，但這些總是很貴的。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種直流電弧爐，該爐用簡單的措施來使電弧作有針對的偏轉(zhuǎn)和/或?qū)ΨQ化。
按照本發(fā)明完成上述任務(wù)的措施是，為了有針對性地偏轉(zhuǎn)電弧，使?fàn)t襯層的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段用一種材料組成，該材料具有的電導(dǎo)率低于其余區(qū)段的爐襯層。
最好此時(shí)爐襯層在其朝向供電裝置的區(qū)段至少有一部分由一種材料制成，該材料具有的電導(dǎo)率至少25%低于其余區(qū)段的爐襯層。
就具有偏置底部放液口的電弧爐來說，有利的是，要是爐襯層在底部放液口區(qū)內(nèi)所具有的電導(dǎo)率低于在其余區(qū)內(nèi)，為的是防止電弧偏轉(zhuǎn)。這樣，電弧就朝向底部放液口偏轉(zhuǎn)，從而使該處有更多熱量帶入金屬液中。
對于連續(xù)裝用海綿狀鐵或廢鐵的電弧爐，電弧偏轉(zhuǎn)可以這樣來完成，使裝料區(qū)的爐襯層所具有的電導(dǎo)率低于其余區(qū)。這類似于使上述電弧朝向裝料區(qū)的偏轉(zhuǎn)，從而使供熱增加。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)特別可以體現(xiàn)在，不需要昂貴的在下爐缸的下面或附近布線或移動(dòng)電極作有針對性的電弧偏轉(zhuǎn)，此時(shí)這種偏轉(zhuǎn)按需形成對稱化或可有意地使電弧偏轉(zhuǎn)到一個(gè)預(yù)定方向上。因?yàn)闋t襯層總是要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔內(nèi)更新的，現(xiàn)有的電弧爐也就可以裝用按照本發(fā)明的爐襯層。
本發(fā)明的一些結(jié)構(gòu)形式以及因而可達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)，下面借助于附圖作進(jìn)一步的說明。
附圖中示意性地示有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中

圖1表示具有偏置底部放液口的一種直流電弧爐實(shí)施例的縱斷面;
圖1a表示圖1中說明爐底上電連接的一個(gè)詳圖;
圖2表示按圖1的電弧爐下爐缸底的一個(gè)平面圖;
圖3表示按圖1的直流電弧爐其爐襯層的一個(gè)平面圖，具有在底部放液口增加供熱的附加裝置;
圖4表示按圖1的直流電弧爐其爐襯層的一個(gè)平面圖，具有在裝料區(qū)增加供熱的附加裝置。
按圖1的一種直流電弧爐具有一個(gè)裝有金屬制外殼2的下爐缸1。爐蓋和電極座已被略去。在實(shí)施例中，該爐只具有一個(gè)作為陰極連接的實(shí)心電極3，但其數(shù)量也可以是二個(gè)、三個(gè)或多個(gè)。在電極3的下面用一般方法獲得一個(gè)電極點(diǎn)，即一個(gè)金屬液4的不含渣表面。該爐具有一個(gè)放液裝置，用位于下爐缸凸起狀凸出部分6的一個(gè)偏置底部放液口5來表示。一個(gè)導(dǎo)電爐底裝在爐底內(nèi)。該導(dǎo)電爐底包含在實(shí)施例中為三個(gè)爐襯層7a，7b和7c的石墨或含石墨磚8a，8b，8c，并被放置在一個(gè)呈球蓋狀的接觸板9上。在該接觸板9上的連接附件10(圖1a)通過缸底12的開口11向下伸出到外面。
鄰接底爐襯層朝向外面的是通用的爐磚襯層13。缸底12可以設(shè)置一個(gè)冷卻裝置(未示出)，以使其保持盡量低的溫度。爐襯層7a，7b和7c的磚8a，8b，和8c用作金屬液14和接觸板9之間的導(dǎo)電體。
就這點(diǎn)來說，直流電弧爐相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)，并且已詳述于例如美國專利4，228，314，德國專利說明書3022566，英國專利GB-A-2133125，還有德國專利DE-A-3241978，其中最先列舉的文件涉及通用電弧爐，而最后所述的則是具有一個(gè)偏置底部放液口的電弧爐。
下爐缸的外殼2沿徑向朝內(nèi)伸出并形成一個(gè)向內(nèi)突出的凸緣15，其端部16是向上彎折的。底板12沿徑向突出于凸緣15。一個(gè)用絕緣料制的環(huán)17設(shè)置在疊置區(qū)。這樣，整個(gè)爐的底部是以電絕緣方式支承在凸緣15上。該爐的底部好像浮置在下爐缸1上。同時(shí)，爐殼2和底板12，因而是導(dǎo)電爐底之間的電絕緣是通過絕緣材料形成的。
連接附件10的分布按圖2所示的下爐缸1的下側(cè)平面圖是可見的。四個(gè)連接附件10有規(guī)律地分布在底部，并且通往電弧爐供電裝置19的大電流輸送線18是可見的。
按圖3的頂部爐襯層7a的平面圖表示按照本發(fā)明磚8a的分布，在第一個(gè)扇區(qū)21具有張開角α一般為45°至90°，對稱地朝向供電裝置19張開，爐襯層7a，7b和7c的磚8a，8b和/或8c分別用一種材料組成，其含碳量低于第二扇區(qū)22的磚，其含碳量一般按碳的重量計(jì)為10-20%。第一扇區(qū)21的電導(dǎo)率相應(yīng)低于該區(qū)的外部。
設(shè)有這一措施和如圖2所示的布線(在圖1內(nèi)布線和供電裝置19的位置只是示意地示出)，就會使電弧在電極3和大電流導(dǎo)線中流動(dòng)的電流影響下在遠(yuǎn)離供電裝置19的方向上偏轉(zhuǎn)。反之，用本發(fā)明的爐襯層的組成，似乎使導(dǎo)電爐底的電/磁中心-只是單獨(dú)考慮-偏離幾何中心。這樣金屬液內(nèi)的電流分配就受到影響，使第二扇區(qū)22內(nèi)有更多的電流進(jìn)入金屬液內(nèi)，從而補(bǔ)充疊加由于大電流輸送線18引起的偏轉(zhuǎn)恒場。因此其結(jié)果是一個(gè)沒有偏轉(zhuǎn)的電弧作用。
不僅“標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電”磚而且弱導(dǎo)電性磚也完全對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)，并且都是由有關(guān)廠商供應(yīng)各種各樣規(guī)格。此外，還可以使用具有不同于石墨導(dǎo)電體的磚，例如，這類磚其電導(dǎo)率是由硼化物含量決定的。還可以使用一種磚，這種磚由一個(gè)基本上不導(dǎo)電的芯子組成，芯子則完全或部分由一層金屬包封所封住。
不用具有不同電導(dǎo)率的扇區(qū)21、22，也可以用另一種方式將所述爐襯層設(shè)置成使其電導(dǎo)率是不同的，例如通過在朝向供電裝置19的爐襯層的區(qū)段內(nèi)將具有低電導(dǎo)率的磚或不導(dǎo)電的磚插入到爐襯層內(nèi)。
可以認(rèn)為是不利的有，上述措施對于一臺新的裝置不能完全消除偏轉(zhuǎn)，例如由于張開角選的過小或過大，或是爐襯層在第一扇區(qū)21內(nèi)的電導(dǎo)率定錯(cuò)。但是由于爐襯層一般總是要更新的，試驗(yàn)階段和爐子壽命相比是較短的因此對爐況和其經(jīng)濟(jì)效率只有很小的影響。
就具有偏置底部放液口的電弧爐來說，或?qū)τ谶B續(xù)裝用廢鐵或海綿狀鐵的電弧爐，在底部放液口或裝料區(qū)內(nèi)金屬液的溫度低于其余的金屬液區(qū)。借助于選擇具有不同電導(dǎo)率的爐襯層區(qū)段，也就可以實(shí)現(xiàn)有針對性的偏轉(zhuǎn)電弧用于這樣的特定目的，以便用這種方式確定熔化區(qū)。
在圖4中除了扇區(qū)21外，一個(gè)第二扇區(qū)23還設(shè)有電導(dǎo)率較差的磚，該扇區(qū)以一個(gè)張開角β對稱地朝向底部放液口5。對于計(jì)量張開角β和磚的電導(dǎo)率作相同于如前所述與對稱化有關(guān)的考慮是適合的。當(dāng)然有針對的偏轉(zhuǎn)也可以通過設(shè)置扇區(qū)23而單獨(dú)使用，此時(shí)例如使用按照美國專利說明書US-PS4，577，326或US-PS4，550，413的現(xiàn)有技術(shù)來布線。
此外，在圖3中示有對電弧施加影響的第三個(gè)可能方案。該方案適用于連續(xù)裝用海綿狀鐵或廢鐵的那種電弧爐。在供電裝置19對面裝料時(shí)-用箭頭24來表示-達(dá)到在裝料方向偏轉(zhuǎn)的措施是，在具有張開度ψ的一個(gè)扇區(qū)25內(nèi)，使?fàn)t襯層的材料具有的電導(dǎo)率小于區(qū)段22。既是這樣也適合可以按需單獨(dú)采取這個(gè)措施。
權(quán)利要求
1.直流電弧爐，該爐具有一個(gè)用一種金屬外殼(2)圍繞的下爐缸(1)；具有至少一個(gè)作為陰極連接的電極(3)，還有至少一個(gè)導(dǎo)電爐底，爐底包括一層或多層爐襯(7a，7b，7c)，爐襯層具有導(dǎo)電磚(8a，8b，8c)或其他作用相同的爐料，上述爐襯層放置在覆蓋大部分底部的接觸板(9)上，該接觸板形成作為陽極連接的導(dǎo)電爐底，并且放置在一個(gè)底板(12)上，所述接觸板(9)設(shè)有多個(gè)連接附件(10)，穿過底板(12)上的孔(11)，并且經(jīng)電線(18)與一個(gè)設(shè)置在下爐缸附近的供電裝置(19)相連接，其特征在于，為了有針對性地偏轉(zhuǎn)電弧，使?fàn)t襯層(7a，7b，7c)的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段(21，23，21，25)用一種材料組成，該材料具有的電導(dǎo)率低于其余區(qū)段(22)的爐襯層。
2.按權(quán)利要求1的電弧爐，其特征在于，爐襯層(7a，7b，7c)在其朝向供電裝置(19)的區(qū)段(21)至少有一部分由一種材料制成，該材料具有的電導(dǎo)率低于其余區(qū)段(22)的爐襯層。
3.按權(quán)利要求2的電弧爐，其特征在于，爐襯層(7a，7b，7c)在朝向供電裝置(19)張開的一個(gè)第一區(qū)段(21)由一種材料制成，該材料具有的電導(dǎo)率低于第二區(qū)段(22)的爐襯層。
4.按權(quán)利要求3的電弧爐，其特征在于，第一區(qū)段(21)的張開角(α)是在20°與180°之間，最好是在45°與90°之間。
5.按權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)的電弧爐，其特征在于，第一區(qū)段或扇區(qū)(21)內(nèi)的爐襯層(7a，7b，7c)的電導(dǎo)率至少25%低于另一區(qū)段或扇區(qū)(22)的爐襯層(7a，7b，7c)。
6.按權(quán)利要求1或2具有一個(gè)偏置底部放液口(5)的電弧爐，其特征在于，底部放液口(5)區(qū)內(nèi)的爐襯層具有低于其余區(qū)內(nèi)的電導(dǎo)率。
7.按權(quán)利要求1或2連續(xù)裝用海綿狀鐵或廢鐵的電弧爐，其特征在于，在裝料區(qū)(25)內(nèi)的爐襯層具有的電導(dǎo)率低于其余區(qū)內(nèi)的爐襯層。
8.按權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的電弧爐，其特征在于，爐襯層由一層或多層磚(14)組成，磚含有石墨，硼化物或作為電導(dǎo)體的金屬，或由至少部分包封金屬的磚組成。
全文摘要
就一種直流電弧爐來說，使電弧在分布于下爐缸下面的大電流輸送線(18)作用下在遠(yuǎn)離供電裝置(19)方向偏轉(zhuǎn)。這使一部分下爐缸壁熱過載。要是將爐襯層設(shè)置成，使其在對供電裝置(19)張開的第一扇區(qū)由一種材料構(gòu)成，該材料的電導(dǎo)率低于第二扇區(qū)(22)的爐襯層，則電弧就重新對稱燃燒。此外，由此就可使不同的爐襯層形成有針對性地偏轉(zhuǎn)電弧。
文檔編號H05B7/18GK1059594SQ9110858
公開日1992年3月18日 申請日期1991年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月3日
發(fā)明者S·-E·斯滕克費(fèi)斯特 申請人:亞瑞亞·勃朗勃威力有限公司