专利名称：一种大容量直流石墨化电炉装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炭素冶金技术中的一种电阻炉，具体的讲，属于一种石墨化电 阻炉及其供电系统技术领域。
背景技术：
电阻炉是工业上广泛应用的一种热处理设备，而利用石墨化电阻炉来生产石墨 是19世纪艾契逊早期发现的电炉制造碳化硅的方法而发展起来的。艾契逊的发明为 石墨化工艺奠定了基础，成为后来各国炭素行业电极石墨化的主要方式。
一百多年来，人们通过对石墨化机理的研究，创立了石墨化转化理论，并在科 研和工业生产取得成就，使得生产工艺、石墨化炉型及供电装置等都不断地得到改 进与完善。随着电炉炼钢工艺技术和设备的发展，对于大直径超高功率电极的性能， 提出了更高的要求，制品的石墨化程度亦要求更高；尤其是航天技术、核工业等领 域对石墨新材料的需求日益增大和对性能的高要求，都对石墨电极的纯度、密度、 强度、耐热冲击性等提出了苛刻条件以及为了节约能源、降低电耗的需求，进一步 促进了人们对石墨化炉设备的深入研究。现有技术中对石墨化电阻炉的改进在耐压， 耐热、绝缘、绝热、节能方面比较多见，如中国专利98102922. l号"石墨化电炉"、 中国专利200720072270. 9号"一种电阻炉定向加热装置"等；而关于大容量大型化 的艾契逊式石墨化炉装置的报道亦很少见。
实用新型内容
本实用新型的目的是结合多年应用炉体与变压器的具体参数，设计了一种大容 量直流石墨化电炉装置，使变压器技术参数与石墨化炉体参数有机结合，提高变压 器输出能力、减少自身发热与损耗、提高功率因数、节能，使大型石墨产品质量更 加优等均质。
实现本实用新型之目的的技术解决方案是这样的。
一种大容量直流石墨化电炉装置，包括炉体、电力设备；炉体呈长方形，两端 有端墙和连接电炉变压器用的石墨电极；所述端墙包括导电电极l、炉头内墙石墨块 砌体2、填充石墨粉3. 1、耐火砖砌体4、混凝土基础5;电力设备包括调压变压器6、整流变压器7、整流装置8;其特征在于，所述炉体两端设计装砌有导电电极组
l.l的导电端墙2.2;导电端墙2.2的厚度在L0 1.3m之间；通过所述导电电极 组1.1与电力设备的整流装置相连接。
所述的一种大容量直流石墨化电炉装置，其特征在于，所述导电电极组l.l分 9支均匀分布在导电端墙2.2上，导电电极组1. 1周围分布着石墨块2，石墨块2 周围分布着炉体炭块3起隔热作用，保护端墙四周的耐火砖砌体4。
所述的一种大容量直流石墨化电炉装置，其特征在于，所述整流变压器采用三 相五柱式铁芯、曲折型接线方式以及同相逆并联节能技术；调变压时采用粗细调高 级数调节技术，使变压器技术参数与石墨化炉体参数有机结合，以提供大容量直流电 流给石墨化电炉装置。
本实用新型实施产生的有益效果与显著作用如下-
(1) 石墨化炉单台炉装炉容量可以达到200吨，是目前同类型炉型中世界上最 大的艾奇逊石墨化炉，其工艺技术、能耗指标为同行业第一。
(2) 变压器与石墨化炉体的有机配合，大大的提高了整体炉体的热效率。生产 效率高、质量指标优、能耗指标低，特别适用于对大规格如①550mm、 <E>600mm及以 上的电极进行石墨化。
(3) 改造后的直流石墨化电炉装置比交流石墨化电炉装置单位体积功率大，电 流密度高，炉温高可达3000度，提高了产品质量，降低了单耗。
图1是所述的大容量直流石墨化电炉装置构成示意框图2是所述的石墨化电炉装置端墙构成示意图3是所述的石墨化电炉装置导电端墙截面示意图。
具体实施方式
结合附图给出实施例并作具体的说明。参见图l、图2、图3可知一种大容量直 流石墨化电炉装置，包括炉体、电力设备；炉体呈长方形，长约25米，高4.25米， 宽5. 4米，两端有端墙和连接电炉变压器用的导电电极，炉头炉尾端墙的主要作用是 重要的，包括①支撑和固定石墨化电阻炉的导电电极；②端墙内侧为导电墙，向整个 炉芯截面均匀供入电能；③对炉头炉尾的炉芯电极坯料起着保温作用。局部结构如 图2所示。端墙包括导电电极、炉头内墙石墨块砌体、填充石墨粉、耐火砖砌体、
4混凝土基础、电力设备包括调压变压器、整流变压器、整流装置；炉体两端设计装 砌有导电电极组的导电端墙，导电电极组分9支均匀分布在导电端墙上，端墙的厚 度在1.0—1.3m之间；导电电极组与电力设备的整流装置连接，其周围分布着石墨 块，石墨块周围又分布着炉体炭块起隔热作用并保护端墙四周的耐火砖砌体。电力 设备为1台容量为26730KVA整流变压器，采用三相五柱式铁芯、曲折型接线方式1 台24000A整流电流的整流装置、1台调压变压器以及与长25m炉体内长方体导电电 极所构成。采用有载调压、主调合一、正反激磁、同相逆并联、调变压时采用粗细 调高级数调节技术，操作运行时使变压器技术参数与石墨化炉体参数有机结合，以保 证提供大容量直流电流给石墨化电炉装置。
具体操作过程实施例包括铺炉底——围炉芯——放炉底垫层——装制品、填 充电阻料一一放上部垫层——覆盖上部保温料。即在耐火砖砌筑的炉槽内，先铺上 300mm厚的石英砂，需铺平夯实，在石英砂上再铺一定厚度的炉底料，炉底料是由石 英砂和冶金焦粉组成的混合物，例如石英砂占20%—30%，铺的厚度根据所装产品的 长度而定，主要是保证炉芯上下与导电电极端墙相对应。再根据装入碳制品的规格 和周围电阻料的要求，用钢板围成一定形状与尺寸，即围炉芯；在围成的炉芯内的 炉底料上铺一层100-150mm厚的冶金焦，作为炉底垫层。把待石墨化制品立装于垫 层上，制品横排相互靠紧，纵排之间用定尺寸的隔管隔开，保持排与排之间有一定 的间距，中间填充电阻料。填完电阻料后，在制品与电阻料组成的炉芯上面铺一层 100-150 mm厚的电阻料作为上部垫层。最后覆盖保温料，先从两侧放入保温料，两 侧保温料的厚度不少于500mm，最后在顶部覆盖不小于800 mm的上部保温料。装炉 完毕要对炉子四周、炉头、炉尾母线进行清扫检査，确保炉子不接地后方能按工艺 要求签字送电。根据电弧炉原理，遵循焦耳-楞次定律，结合碳素制品的石墨化热处 理温度特性及变压器电气技术参数，拟定送电曲线；例如起始功率为3600kw按照 额定功率上升至一定程度后0 4 h直接升至最大功率，工艺电单耗为3600 kwh/t 。
实施应用本实用新型后质量、能耗指标对比如下针对超高功率石墨电极4>450 4)500项目的企业标准规定电极电阻率不大于4.0 5.8u Qm 、接头电阻率不大 于3.0 4.0uQm，工艺电单耗电极不大于3600 kwh/t、接头不大于3800kwh/t; 而行业标准规定电极电阻率不大于6.5u Qm 、接头电阻率不大于5.5" Qm，工 艺电单耗电极不大于4200kwh/t、接头不大于4400kwh/t。
权利要求1、一种大容量直流石墨化电炉装置，主要包括炉体、电力设备；所述炉体呈长方形，两端有端墙和连接电炉变压器用的石墨电极；所述端墙包括导电电极(1)、炉头内墙石墨块砌体(2)、填充石墨粉(3.1)、耐火砖砌体(4)、混凝土基础(5)；所述电力设备包括调压变压器(6)、整流变压器(7)、整流装置(8)；其特征在于，所述炉体两端设计装砌有导电电极组(1.1)的导电端墙(2.2)；所述导电端墙(2.2)的厚度在1.0～1.3m之间；通过所述的导电电极组(1.1)与电力设备的整流装置相连接。
2、 根据权利要求l所述的一种大容量直流石墨化电炉装置，其特征在于，所 述导电电极组(1.1)分9支均匀分布在导电端墙(2.2)上，导电电极组(1.1) 周围分布着石墨块(2)，石墨块(2)周围分布着炉体炭块(3)起隔热作用，保 护端墙四周的耐火砖砌体(4)。
3、 根据权利要求l所述的一种大容量直流石墨化电炉装置，其特征在于，所 述整流变压器采用三相五柱式铁芯、曲折型接线方式以及同相逆并联节能技术； 调变压时采用粗细调高级数调节技术，使变压器技术参数与石墨化炉体参数有机 结合，以提供大容量直流电流给石墨化电炉装置。
专利摘要一种大容量直流石墨化电炉装置，涉及炭素冶金技术中的一种电阻炉，尤其是属于石墨化电阻炉及其供电系统技术领域。石墨化电炉装置主要包括炉体、电力设备。炉体两端设计有导电电极组1.1的导电端墙2.2，厚度在1.0～1.3m之间；导电电极组1.1与电力设备中的整流装置连接。分9支均匀分布在导电端墙2.2上，其周围分布着石墨块2与炉体炭块3以及耐火砖砌体4。整流变压器采用三相五柱式铁芯、曲折型接线方式以及同相逆并联，调变压时采用粗细调高级数调节技术；单台炉装炉容量可以达到200吨，炉温高达3000度，与石墨化炉体参数的有机配合，提高了整体炉体的热效率，生产效率高、质量指标优、能耗指标低，特别适用于对大规格如Φ550mm、Φ600mm及以上的电极进行石墨化。
文档编号H01F29/00GK201293543SQ20082014122
公开日2009年8月19日 申请日期2008年11月6日 优先权日2008年11月6日
发明者乐蜀邛, 崔爱中, 张士公, 张建明, 李正起, 葛绍琦 申请人:四川广汉士达炭素股份有限公司