专利名称：直流电弧炉的炉底电极的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于直流电弧炉的炉底电极，包括一个或多个在炉上垂直布置的金属棒或多个金属板，它们被固定在炉底电极底板末端的下面，并可以拆卸，围绕金属棒或金属极的各层由导电的或不导电的耐火材料构成。
EP-B-0058817是关于采用炉底电极的实例，在一块基板上装有呈金属棒状的接触电极，而EP-B-0156126中的炉底的结构是由多层互相重叠的耐火材料组成，它们可以是导电的或不导电的。金属棒作为阳极，同时将上面中心排列的石墨电极作为阴极而被接入。该阴极通过可转动的外罩伸入到熔炉内。
关于废钢或其他金属配料的熔融，电弧首先通向这些配料，然后流向由溶渣所复盖的溶化体。
电流从石墨电极流向在炉床中间安装的炉底电极上，并且形成一个持续的环流，通过电极，部分流动的钢水和熔渣进行了充分的混合。人们注意到，特别在直流电弧炉的情况下，当电流从外向内流动时，不仅熔渣，而且在下部的熔剂也循环流动，由此来自阴极和阳极的高比值的电流负载在炉底电极上面对于捣实的且不导电的炉床产生严重的磨损。
此外还可明确，这种不断增大的磨损使上部的火焰侧由耐火材料制成的不导电层范围内的金属棒上出现孔状腐蚀。
本发明的任务是提供一种由耐火材料炉衬的炉底电极，这种电极的耐磨强度以及导电性均得到改善，并且对炉床的磨损减少了，在电极上的湍流在大电流区域内减小，从而在电极上可以实现一种附加的冷却作用。
发明目的是采用以下方式实现的，直流电弧炉的炉底电极包括一个或多个竖立在炉床上的金属棒或多个金属板，它们被固定在炉底电极的基板上并可以拆卸。围绕金属棒或金属板的各层由导电的或不导电的耐火材料构成，炉底电极被限定在基板区域上部的范围内，金属棒或金属板埋置在电极各层内，电极的上层由导电的矿石材料构成，中间层由导电的捣实材料构成，紧挨着基板上的底层由不导电的绝缘材料构成。
EP-B-0058817公开了一种布置在基板上的接触电极装置，采用金属棒，特别是钢棒形式，在直流电弧炉的炉床上炉底电极既可以在炉外预制，也可以在插入接触电极到炉底后，复盖必要的耐火材料，可采用矿石和耐火坯料。
作为改善磨损的措施，在比较软的坯料上使用预制的烧制的石料，再附加例如氧化铝类的高整体性的成分，使其具有稳定的性能，同时保证能充分排热。
在制造炉底电极时应注意，其耐火的坯料和石料、以及金属棒的导电性应近似一样。
由于通过所述炉底电极将冲洗气体引入熔化体内，在电流密度最大的区域内的冷却作用得以改善，并且耐火材料在过渡到池中时的磨损程度减小。
由耐火材料加工好的炉底电极的结构包括一个由导电的石料构成的上层，由导电的捣实材料构成的中间层和由不导电的绝缘材料构成的底层，其中导电的石料层的厚度至少为炉底电极长度的一半，而不导电的绝缘层的厚度至少为基板厚度的两倍。
在炉底电极的耐火材料层上可以在相对于炉床的连续的磨损中，当排空钢储槽后给予一种导电的耐高温修补材料(称为热修整)。
在一种不导电的但耐磨损的物质中，金属棒被插入导电的石料层的范围内，以使阳极上的电流直接传导到金属棒上去，这样就减少了炉底电极层上面的导电石料和金属棒之间存在的横向和旋涡电流。
可以通过金属棒或通过处于耐火材料内衬的炉底电极下部的垂直走向的喷嘴孔凹槽，将冲洗气体由炉底电极引入溶化体内。
金属棒在其下部区域具有一个芯孔，它一直伸到上面的导电层区域，在这个区域里棒体内具有一排辐射孔，从而使冲洗气体能够通过绝缘层到达池内。金属棒也可以做成空心管式，以便使冲洗气体直接和定向地流入熔化体中。
冲洗气体在炉底电极的耐火材料中也可以从垂直走向的喷嘴孔凹槽直接引入炉底电极的下部。炉底电极将通过附加竖直布置的板被分隔开，那些袋式孔分别地由一个冲洗管线调节冲洗量实现冲洗作用。此外可以在袋式孔的开口上面水平安装冲洗气体分隔板，以实现有效的冲洗作用。
本发明的实施例将根据图示的特征加以进一步说明。
图1表示炉底电极成品的横截面图，图2表示该炉底电极的俯视图，图3表示经热修整的炉底电极的横截面图，图4表示炉子容器下部区域的横截面图，图5表示在炉底电极的下部安装喷嘴孔凹槽的横截面图，图6表示带有垂直布置的分隔板的炉底电极的俯视图，图7表示开始投入运行时阴极和阳极的横截面图，图8表示炉底电极连续磨损的运行条件下，该电弧炉下部的横截面图。
在图1和图2中，本发明的炉底电极(1)的结构包括金属和非金属部件，包括耐火材料制成的部件。
属于金属部件的是两个钢板，炉底电极(1)的钢板(2)和基板(4)，金属棒(3)，紧固元件(6)以及用于电流连接的炉底电极的触点(7)。
耐火部件由一个上部的导电石料层(8)，一个中间的导电捣实材料层(9)和一个下部的不导电绝缘材料层(10)合成。
金属棒(3)插入石料(8)范围内的不导电的耐高温材料(11)内。
图2表示一个炉底电极(1)的实例的俯视图，具有在底部弧形分段布置的金属棒(3)。
图3表示所述炉底电极(1)根据连续磨损的要求，在金属棒(3)和导电石料层(8)上涂敷一层导电的耐高温的修补材料(12)。
为了排出金属棒(3)的冲洗气体，在导电的石料层(8)范围内具有共轴的炉芯孔(3a)，并带有一排气体排出口(3b)。
图4给出了炉子的容器(23，24)下部的炉底电极(2，3，4，6)的金属部件的布置。容器(23)和炉底电极(1)的绝缘是通过装在容器(23)上的抓钩爪上的绝缘装置(15)实现的。
将冲洗气体由炉底电极(1)引入熔化体(19)中，如图3所示，采用在金属棒(3)上布置一排排气出口的办法，也可以如图5中示出的，通过在由耐火材料(9，10)砌衬的炉底电极(1)的下部中垂直安装一些喷嘴孔凹槽(13)而实现，这些袋式孔与一个冲洗气管线(13a)相连通，该管线可安装在钢板(2)和基板(4)之间。
图6表示所述炉底电极(1)的俯视图，在这里该电极是由竖直布置的板(14)，例如是4个分隔板(14)所分隔。
喷嘴孔凹槽(13)在需要时可分步地由冲洗气体管路(13a)提供可调量值的冲洗气体。
在图7和8中，直流电弧炉处于工作状态。
电流(22)从石墨电极(阴极)(16)经由熔液(19)和浮在其上的熔渣(20)流到炉底电极(1)上，并在熔剂(19)和石墨电极(16)之间产生电弧(21)。
炉渣(20)和钢熔液(19)在炉底电极(1)炉床(17)和捣实体(18)的上面的容器内循环，环流方向如图中箭头所示。通过这一循环，与增大的电流和热流相接触，上层导电层(8)和炉底电极(1)的金属棒(3)的磨损比不导电的捣实的炉床(17)和捣实材料(18)的磨损快。
图8中所示的这种超前磨损现象将由图3所示的相应的措施而减小，即覆盖一层导电的耐高温的修补材料(12)，以及通过金属棒(3)或在底层下部装有的喷嘴孔凹槽引入惰性气体。
这一导电的耐高温修补材料(12)层的涂敷过程称为热修整，它的进行应在装金属液的容器完全倒空以后实现。该修补材料(12)在完成修整后覆盖在金属棒(3)上，这些棒埋置在导电的石料层(8)和不导电的捣实层(18)中，位于炉床(17)和加以炉衬的炉底电极(1)之间。
权利要求
1.直流电弧炉的炉底电极包括一个或多个竖直安装在炉底上的金属棒或多个金属板，它们的下端部固定在炉底电极的基板上，并可以拆卸。围绕金属棒或金属板的各层由导电的或不导电的耐火材料构成。其特征在于炉底电极(1)被限定在基板(4)区域上部的范围内，金属棒(3)或金属板埋置在电极各层内，电极的上层由导电的矿石材料(8)构成，中间层由导电的捣实材料(9)构成，紧挨着基板(4)上部的底层由不导电的绝缘材料(10)构成。
2.根据权利要求1的炉底电极，其特征在于，所述由导电的石料(8)构成的上层的总高度至少为炉床衬垫(17)高度的一半。
3.根据权利要求1或2所述的炉底电极，其特征在于，置于导电的上层8的金属棒(3)或金属板被埋置在一种由低碳物质构成的不导电的耐高温材料(11)内。
4.根据权利要求1到3的炉底电极，其特征在于，冲洗气体是通过炉底电极(1)传送到熔化物(19)中。
5.根据权利要求1-4所述的炉底电极，其特征在于，金属棒(3)内引入同轴的炉芯孔(3a)，并且带有最近的侧面排气口(3b)。
6.根据权利要求5的炉底电极，其特征在于，气体排出口(3b)布置在由导电的石料(8)构成的上层区域内。
7.根据权利要求5的炉底电极，其特征在于，气体排出口(3b)布置在金属棒(3)的端部下方。
8.根据权利要求1至4的炉底电极，其特征在于，在炉底电极(1)的耐火材料(9，10)内设有要直走向的喷嘴孔凹槽(13)用于引入冲洗气体。
9.根据权利要求8的炉底电极，其特征在于，炉底电极(1)由组合体中竖直安装的板(14)分隔开，袋式孔(13)的连接方式是通过一个冲洗气体管路来提供可以调整流量大小的冲洗气体。
10.根据权利要求1的炉底电极，其特征在于，在炉底电极(1)的耐火材料(8，11)的上层上可以根据需要涂敷一层导电的耐高温的修补物质(12)。
全文摘要
一种用于直流电弧炉的炉底电极(1)，包括一个装在炉底电极的基板(2)上的金属棒(3)，以及在其间引入的由耐高温的耐火材料制成的导电的和不导电的电极层。由导电石料(8)构成的上层，由导电的捣实材料(9)构成的中间层和由不导电的绝缘材料(10)构成的下层。金属棒(3)插入附加有不导电材料(11)的石料层(8)区域内。炉底电极(1)的金属棒(3)上带有芯孔和在上部有一排辐射状孔，从而使冲洗气体可通入石料(8)的区域内，或者可引入有砌衬的炉底电极(1)下部的喷嘴孔凹槽(13)。
文档编号F27D11/10GK1082186SQ9310820
公开日1994年2月16日 申请日期1993年7月10日 优先权日1992年7月11日
发明者M·舒伯特 申请人:曼-古特霍夫农舒特有限公司