CN202955987U

CN202955987U - 可变回路的直流矿热电炉

Info

Publication number: CN202955987U
Application number: CN 201220627510
Authority: CN
Inventors: 方喜; 彭勃
Original assignee: QIAOJIA AOXIN RESOURCE RECYCLING CO Ltd
Current assignee: QIAOJIA AOXIN RESOURCE RECYCLING CO Ltd
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2022-11-23

Abstract

本实用新型涉及冶炼炉设备领域，具体公开了一种可变回路的直流矿热电炉，其包括直流电源及矿热电炉炉体，还包括一回路转换开关，所述炉体底部设有下启动电极，炉体顶部设有至少一个电极对；所述回路转换开关一端及电极对内的一电极分别与直流电源电性连接，所述回路转换开关另一端可选择式与下启动电极及电极对内的另一电极连接。本实用新型可变回路的直流矿热电炉，其通过对回路的转换控制，极大的降低了炉底的损耗，延长矿热电炉的使用寿命。

Description

可变回路的直流矿热电炉

技术领域

本实用新型涉及冶炼炉设备领域，尤其涉及一种可变换回路的直流矿热电炉设备。

背景技术

矿热电炉又称电弧电炉或电阻电炉，其采取电极***炉料的埋弧操作，主要用于还原冶炼矿石，炭质还原剂及溶剂等炉料。工业中常用的矿热电炉是交流电弧炉，它存在三相功率不平衡，噪音大，大电流导体附近因强大的交变磁场使导体内产生很大的涡流损耗，以及由于集肤效应二次短网导体内电流不均匀、欧姆损耗大等缺点。为了消除上述缺点出现了直流电热炉。

现有的直流矿热电炉通常采用一组直流电源在电炉炉顶上布置电极（通常是阴极），在电炉炉底布置下电极（通常是阳极）；或者是在电炉炉顶布置双上电极；或者是采用多组直流电源，多对上、下电极对的拓扑结构。这种直流供电的上、下电极布局方式具有结构简单、节能、热量集中，坩埚区温度高、炉底温度高、操作稳定等优势，在电炉炼钢上得到了大量的应用，在矿热炉方面也有积极的应用。然而这种直流供电的上、下电极布局方式，在冶炼过程中，电炉炉底既是反应容器的炉底，又是供电***的电极（通常是阳极），在进行冶炼时因高温化学、机械和电化学腐蚀的存在，不可避免的引起炉底和底电极的损伤。在矿热电炉模式下，底电极和炉底是结合在一起的，炉底不能修补，一旦损坏只有全面更换，这样既增加了成本，也极大的影响了电炉的使用寿命。

在中国专利CN101251337A公开了一种《多回路直流电源冶炼矿热炉》，“它使用若干个直流电源，通过短网与相应的正负碳电极棒的一端连接，正负电极棒的另一端***炉膛内的物料中，正负电极瞬间产生的弧光熔化炉料，得到铁合金产品”。其虽然提出了正负电极都从炉顶布局的方式，但是在实际使用过程中，特别是矿石冶炼时，由于物料开始时是处于非导电状态，靠电极对产生弧光启动，必须使电极靠得足够近的距离，或者是提供足够高的电压，否则电炉将无法启动。而从实践的角度看，电极间距过近容易导致极间电弧短路，不能形成稳定电弧；如果升高电压启动又不适合矿热炉熔炼的冶金条件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提出一种可变回路的直流矿热电炉，其通过对回路的转换控制，极大的降低了炉底的损耗，延长矿热电炉的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种可变回路的直流矿热电炉，其包括：直流电源及矿热电炉炉体，其还包括一回路转换开关，所述炉体底部设有下启动电极，炉体顶部设有至少一个电极对；所述回路转换开关一端及电极对内的一电极分别与直流电源电性连接，所述回路转换开关另一端可选择式与下启动电极及电极对内的另一电极连接。

作为本实用新型的一种具体实施例，所述炉体顶部设有一个电极对，该电极对内包括上阴极电极与上阳极电极，该上阴极电极一端与直流电源电性连接，回路转换开关另一端可选择式与下启动电极及上阳极电极连接。

作为本实用新型的另一种具体实施例，所述炉体顶部设有多个电极对，每一电极对内均包括一上阴极电极与上阳极电极，每一上阴极电极一端均电性连接一直流电源，回路转换开关另一端可选择式与下启动电极及上阳极电极连接。

其中，所述上阴极电极一端与直流电源之间通过短网电性连接，回路转换开关另一端通过短网与下启动电极及上阳极电极可选择式连接。

本实用新型中，所述直流电源内包括依次电性连接的交流电源、变压器、整流器及电抗器，上阴极电极通过该电抗器与直流电源电性连接，回路转换开关一端通过该整流器与直流电源电性连接。

具体的，所述上阴极电极通过电抗器与整流器负极电性连接，回路转换开关一端与整流器正极电性连接。

本实用新型中，所述上阴极电极和上阳极电极并行安装在炉体顶部。

作为本实用新型的一种选择性实施例，所述上阴极电极和上阳极电极之间的距离可以为40mm~200mm。

进一步地，所述上阴极电极和上阳极电极之间的距离优选为70mm~90mm。

本实用新型可变回路的直流矿热电炉，其不仅简化了结构及短网供电***，且具有上下电极回路及上电极回路两种工作模式，通过回路转换开关可以及时的断开与下启动电极的电路联系，使炉体底部仅仅承担反应容器炉底的功能，极大的降低了炉底的损耗，延长了矿热电炉的使用寿命；再者，其炉体顶部布置阴阳双电极或多电极对的工作模式，可以根据熔炼条件的需要形成双电弧和双坩埚熔炼反应区，或者是多电源多回路、多坩埚熔炼反应区的工作模式，有利于扩大熔池和矿石的还原熔炼。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型可变回路的直流矿热电炉一种具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种可变回路的直流矿热电炉，其包括：直流电源及矿热电炉炉体10，其还包括一回路转换开关20，所述炉体底部11（即炉底）设有下启动电极30，炉体顶部12（即炉顶）设有至少一个电极对；所述回路转换开关20一端及电极对内的一电极分别与直流电源电性连接，所述回路转换开关20另一端可选择式与下启动电极30及电极对内的另一电极连接。本实用新型通过在炉体底部11设置下启动电极30，在炉体顶部12设置电极对，使得该直流矿热电炉具有上下电极回路及上电极回路两种工作模式。使用时，首先接通上下电极回路，形成初步熔池后，通过回路转换开关20及时切断与下启动电极30的电路联系，接通上电极回路，不仅形成的电弧稳定，且可以极大的降低炉底的损耗，延长该直流矿热电炉的使用寿命。

作为本实用新型的第一种具体实施例，所述炉体顶部12设有一个电极对，该电极对为阴阳双电极设置，其电极对内包括上阴极电极13与上阳极电极14，该上阴极电极13一端与直流电源电性连接，回路转换开关20另一端可选择式与下启动电极30及上阳极电极14连接。其中，所述上阴极电极13一端与直流电源之间通过短网15电性连接，回路转换开关20另一端通过短网15与下启动电极30及上阳极电极14可选择式连接。本实用新型中的直流电源内包括依次电性连接的交流电源（未图示）、变压器32、整流器34及电抗器36，上阴极电极13通过该电抗器36与直流电源电性连接，回路转换开关20一端通过该整流器34与直流电源电性连接。在该具体实施例中，所述上阴极电极13通过电抗器36与整流器34负极电性连接，回路转换开关20一端与整流器34正极电性连接。

工作时，首先调整回路转换开关20与下启动电极30接通，从而使下启动电极30与上阴极电极13处于连接状态，此时该直流矿热电炉处于上下电极回路工作模式。通电后，交流电源经过变压器32和整流器34整流后生成直流电源，在下启动电极30与启动物料引弧下，在下启动电极30与上阴极电极13之间形成电路通路，经电弧电阻和物料电阻的电热效应，启动物料快速还原生成初步的熔渣层16（初步熔池）。形成初步熔池后，熔渣层16变为导电体，此时可及时的将回路转换开关20转换到与上阳极电极14连接状态，从而使上阴极电极13与上阳极电极14处于连接状态，电路转换为上阴极电极13至导电熔渣层16至上阳极电极14的电路回路，即该直流矿热电炉由上下电极回路工作模式转变为上电极回路工作模式。在新的回路工作模式下，会生成上阴极电极13和上阳极电极14两个电弧电阻和熔渣层16电阻，这样在电热效应下，通过适当的冶金控制，实现矿石物料的熔炼。

在上述具体实施例中，回路转换开关20实质上相当于一个单刀双掷开关，该回路转换开关20可以通过手动或电动调整，一旦启动物料经启动引弧和转移弧加热形成熔渣层16后，即可及时调整回路转换开关20，使电路转换由上下电极回路工作模式转变为上电极回路工作模式。因此，本实用新型可变回路的直流矿热电炉，其不仅简化了结构及短网供电***，且炉体底部11仅仅承担反应容器炉底的功能，极大的降低了炉底的损耗，延长了矿热电炉的使用寿命。

进一步地，作为本实用新型的另一种具体实施例，其与上述第一具体实施例的区别在于，所述炉体顶部12可以设有多个电极对（未图示），每一电极对内均包括一上阴极电极13与上阳极电极14，每一上阴极电极13一端均电性连接一直流电源，回路转换开关20另一端可选择式与下启动电极30及上阳极电极14连接。这种多电极对的设置方式，使得本实用新型的矿热电炉可根据熔炼条件的需要形成双电弧和双坩埚熔炼反应区，或者是多电源多回路、多坩埚熔炼反应区的工作模式，这种工作模式有利于扩大熔池和矿石的还原熔炼。

在本实用新型中，所述上阴极电极13和上阳极电极14并行安装在炉体顶部12。作为本实用新型的一种选择性实施例，所述上阴极电极13和上阳极电极14之间的距离可以控制为40mm~200mm。作为本实用新型的一种优选实施例进一步地，所述上阴极电极13和上阳极电极14之间的距离可以优选控制为70mm~90mm。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种可变回路的直流矿热电炉，包括直流电源及矿热电炉炉体，其特征在于，还包括一回路转换开关，所述炉体底部设有下启动电极，炉体顶部设有至少一个电极对；所述回路转换开关一端及电极对内的一电极分别与直流电源电性连接，所述回路转换开关另一端可选择式与下启动电极及电极对内的另一电极连接。

2.如权利要求1所述的可变回路的直流矿热电炉，其特征在于，所述炉体顶部设有一个电极对，该电极对内包括上阴极电极与上阳极电极，该上阴极电极一端与直流电源电性连接，回路转换开关另一端可选择式与下启动电极及上阳极电极连接。

3.如权利要求1所述的可变回路的直流矿热电炉，其特征在于，所述炉体顶部设有多个电极对，每一电极对内均包括一上阴极电极与上阳极电极，每一上阴极电极一端均电性连接一直流电源，回路转换开关另一端可选择式与下启动电极及上阳极电极连接。

4.如权利要求2或3所述的可变回路的直流矿热电炉，其特征在于，所述上阴极电极一端与直流电源之间通过短网电性连接，回路转换开关另一端通过短网与下启动电极及上阳极电极可选择式连接。

5.如权利要求4所述的可变回路的直流矿热电炉，其特征在于，所述直流电源内包括依次电性连接的交流电源、变压器、整流器及电抗器，上阴极电极通过该电抗器与直流电源电性连接，回路转换开关一端通过该整流器与直流电源电性连接。

6.如权利要求5所述的可变回路的直流矿热电炉，其特征在于，所述上阴极电极通过电抗器与整流器负极电性连接，回路转换开关一端与整流器正极电性连接。

7.如权利要求6所述的可变回路的直流矿热电炉，其特征在于，所述上阴极电极和上阳极电极并行安装在炉体顶部。

8.如权利要求7所述的可变回路的直流矿热电炉，其特征在于，所述上阴极电极和上阳极电极之间的距离为40mm~200mm。

9.如权利要求8所述的可变回路的直流矿热电炉，其特征在于，所述上阴极电极和上阳极电极之间的距离为70mm~90mm。