专利名称：直流电炉防穿底侧壁底电极的制作方法
技术领域：
直流电炉防穿底侧壁底电极技术领域本发明属于冶金熔炼设备技术领域，具体涉及一种有助于在熔炼时避免局 部高温、防止炉底穿底、，提高底电极和电炉使用寿命的直流电炉防穿底侧壁底 电极。
背景技术：
提高直流电炉的启动效率，均衡炉底、炉膛温度，延长炉底使用寿命，简 化炉底周边设施，降低炉子安装高度，对提高直流电炉的使用效率具有重要的 技术和经济意义。从实践和理论上看，炉底的材料，砌筑方式，底电极的形式 对底电极的电化学腐蚀、热腐蚀，进而对炉底的腐蚀具有重要的影响，而启动 时底电极的局部高温和快速腐蚀是重中之重。目前可见的底电极技术主要有(1) ABB为代表可导电耐火材料的底电极炉底。(2) MANN-GHH为代表的插 入炉底耐材的钢针式底电极。(3) DVAI为代表的插入炉底耐材的多片式钢片底 电极。(4) Cleim为代表的插入炉底耐材的水冷式钢管挚式底电极。从形式上看 ABB的导电耐材炉底底电极大量使用导电耐材价格昂贵，其它形式的底电极都 是在导热性差的高耐材中置入不同形式的钢电极，并直接与溶液接触，而且所 有的设计都是电流通过炉底底电极在炉底下部与供电设施和冷却设施连接形成 回路的。这些底电极技术在钢铁冶炼生产中获得了很好的应用，但是也存耗用 大量价格昂贵的导电耐材，砌筑置入方式复杂，底电极的供电、冷却结构复杂 等问题。特别是在应用于冶炼有色金属时，由于含铁量低、温度高，容易形成 底电极周围局部高温和底电极V形腐蚀导至炉底快速腐蚀甚至发生穿底。 实用新型内容本实用新型提供了一种结构简单、成本低廉，能够有效地延长炉役寿命和 简化周边设备的直流电炉防穿底侧壁底电极。本实用新型的目的是这样实现的包括炉底导电工作层、炉底永久工作层、 侧壁底电极和冷却装置，炉底导电工作层设置于炉底永久工作层之上，侧壁底电极沿炉底径向均布于炉底永久工作层中上部形成侧壁底电极组，侧壁底电极 前端在炉底永久工作层适当位置上转向伸入到炉底导电工作层并与上层持平， 另一端通过炉壁引出炉体，侧壁底电极在炉体外并接后与母线联接，接入供电 系统。本实用新型采用了炉底导电工作层与防穿底侧壁底电极组结合，利用两种 材料的不同的热电阻特征，建立了快速的导热、均热、均流机制，改善了直流 电炉冶炼的工作环境。侧壁底电极在高耐材炉底永久工作层中转向，将侧壁底 电极引出炉侧壁外连接，防止了钢针电极直接向下腐蚀发生可能的直流电炉穿 底，延长炉役寿命。此外，本实用新型还简化了炉子的结构，降低了炉子的安 装高度，简化了周边设备的连接。
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对 本实用新型加以限制。图1为本实用新型整体结构剖视图；图2为图1之AA向视图；图3为本实用新型另一实施例整体结构剖视图。其中l为炉体，2为炉壁，3为上电极，4为炉底导电工作层，5为侧壁 底电极钢针，6为冷却装置，7为转接器，8为上电极母线，9为引出电极，10 为电极母线，ll为供电系统，12为炉底永久工作层具体实施方式
如图l一图3所示，本实用新型包括炉底导电工作层4、炉底永久工作层 12、侧壁底电极和冷却装置6，炉底导电工作层4设置于炉底永久工作层12之 上，侧壁底电极沿炉底径向均布于炉底永久工作层12中上部形成侧壁底电极 组，侧壁底电极前端在中部向上转向伸入到炉底导电工作层4，另一端通过炉 壁引出炉体1，在炉壁外并联后通过电极母线10与供电系统11联接。所述的侧壁底电极由侧壁底电极钢针5和引出电极9组成，两者通过转接 器7或熔接方式连接。侧壁底电极通过引出电极9引出炉体1外并联后，用母 线10与供电系统11连接。所述的引出电极9端部与炉体1处设置冷却装置6。所述的冷却装置6为绝缘水套，或应用炉壳冷却等其他冷却方式同样也可 以实现本实用新型的目的，对侧壁底电极进行有效的冷却。 所述的侧壁底电极钢针组沿径向均分或均分布局。如图3示出了本实用新型的另一个实施例，在炉底永久工作层12中设置有 侧壁底电极之转接器7，转接器7设有互为90度电极孔，侧壁底电极钢针5插 入转接器7的上孔，引出电极9插入转接器7的侧孔中。所述的炉底导电工作层可以采取不同材质、不同形状、不同砌筑方式的导 电耐火工作层；所述的侧壁底电极可以不同材质、形状的金属制成。所述的炉底永久工作层由耐热性好、耐腐蚀性好的耐火材料构成。本实用新型工作原理本实用新型利用金属侧壁底电极钢针群与炉底导电工作层共同建立了快速 导热、均流、均热的自我调节结构。侧壁底电极钢针的热阻变化特征是常温 下钢针的电阻小，导电率高，随温度的上升，电阻变大，导电率减小；而炉底 导电工作层通常为导电耐火材料，其热阻变化特征是常温下电阻大，导电率 低，随着温度上升，电阻变小，导电率升高。将这样两种不同热阻特性的材料 结合，形成导电和导热的互补机制，形成从加热、热均衡到电流平衡的侧壁底 电极供电回路，达到炉底、炉温均衡变化的目的，避免钢针电极局部高温的发 生和快速腐蚀。此外径向均分布局的钢针布局远离上电极中心，进一步的避免 了局部高温。其二、侧壁底电极的转向结构设计目的是利用炉底永久工作层耐高温、耐 腐蚀的特征，阻止可能直接向下发生的腐蚀引起炉底穿底。此外，通过转接器 转向引出的电极从侧壁穿出，使侧壁底电极的联接和冷却变得比较简单方便， 并可以利用不同的并联方式控制炉体的电流分布达到控制电孤和偏孤的目的。本实用新型的工作工程设计人在1250KVA和2500KVA的直流电炉上应用了本实用新型的防穿底 侧壁底电极技术，直流电炉的起孤运行和炉底均热状况的测试结果表明，直流 电炉的启动快、运行平稳、炉底腐蚀均衡，钢针电极的溶蚀范围明显减小，较 好的延长了底电极和炉底的寿命。同时，由于简便的底电极侧壁引出结构，使 电炉与周边供电、水冷设施的联接和维护大为简化，降低了炉体的高度，节省 了投资，并显著的改善了电炉的操作性能和经济性能。 本实用新型的特点1、 建立了底电极的热均衡和电流均衡机制，较好底避免了底电极局部高温 和快速腐蚀。2、 底电极转向结构有效防止可能发生的炉底直接腐蚀穿底。2、 底电极侧壁引出结构简化了炉子的设计和结构，降低炉子高度、方便外 设连接、改善操作环境，节约了投资。3、 炉壁外底电极水冷设计，简捷方便，延长了底电极的寿命。
权利要求1、直流电炉防穿底侧壁底电极，包括炉底导电工作层(4)、炉底永久工作层(12)、侧壁底电极和冷却装置(6)，其特征是炉底导电工作层(4)设置于炉底永久工作层(12)之上，侧壁底电极沿炉底径向均布于炉底永久工作层中上部(12)形成侧壁底电极组，侧壁底电极前端在炉底永久工作层中适当位置向上转向伸入到炉底导电工作层并与之上层持平(4)，另一端通过炉壁(2)引出炉体(1)外，并联后通过电极母线(10)与供电系统联接。
2、 如权利要求1所述的直流电炉防穿底侧壁底电极，其特征是所述的侧 壁底电极由侧壁底电极钢针(5)和引出电极(9)组成，两者通过转接器(7) 或熔接方式连接，侧壁底电极前端在炉底永久工作层中适当位置向上转向伸入 到炉底导电工作层并与之上层持平；侧壁底电极后端通过引出电极(9)引出炉 体(1)夕卜，并联后通过电极母线(10)与供电系统(11)连接。
3、 如权利要求1或2所述的直流电炉防穿底侧壁底电极，其特征是所述 的钢针电极(5)，转向器或溶接(7)，引出电极(9)结构与炉底工作层(4) 和炉底永久工作层(12)的安装结构以及炉体(1)联接处设置冷却装置(6)。
4、 如权利要求3所述的直流电炉防穿底侧壁底电极，其特征是所述的冷 却装置(6)为绝缘水套。
5、 如权利要求1或2所述的直流电炉防穿底侧壁底电极，其特征是所述 的侧壁底电极钢针组沿炉底径向均分或均分布，并在炉底永久工作层中适当位 置向上转向伸入到炉底导电工作层并与之上层持平。
6、 如权利要求1所述的直流电炉防穿底侧壁底电极，其特征是在永久炉 底(12)中设置有侧壁底电极之转接器(7)，转接器(7)设有互为卯度电极 孔，侧壁底电极钢针(5)插入转接器(7)的上孔，引出电极(9)插入转接器(7)的侧孔中。
专利摘要本实用新型公开了一种直流电炉防穿底侧壁底电极，包括炉底导电工作层(4)炉底永久工作层(12)、侧壁底电极和冷却装置(6)，其特征是炉底导电工作层(4)设置于炉底永久工作层(12)之上，侧壁底电极沿炉底径向均布于炉底永久工作层(12)中上部形成侧壁底电极组，侧壁底电极前端在炉底永久工作层炉底中适当位置向上转向伸入到炉底导电工作层并与之上层持平(4)，另一端通过炉壁(2)引出炉体(1)，侧壁底电极在炉体(1)外并联后通过电极母线(10)供电系统联接。本实用新型采用了炉底导电工作层、炉底永久工作层与防穿底侧壁底电极组结构的结合，建立了快速的导热、均热、均流机制，改善了直流电炉冶炼的工作环境，有效地防止直流电炉防穿底情况的发生，简化了炉子与周边设备的连接和炉子的结构，延长炉役寿命。
文档编号H05B7/06GK201173702SQ20072010529
公开日2008年12月31日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者勃 彭, 喜 方 申请人:方 喜;彭 勃