專利名稱：兩相流一體化石英電阻爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石英生產(chǎn)加工技術(shù)，特別是一種兩相流一體化石英電阻爐。
背景技術(shù)：
二氧化硅(Si02 )在礦巖學(xué)中稱石英，石英礦石經(jīng)過電爐熔煉后更具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，如耐高溫、耐腐蝕、耐酸、熱膨脹系數(shù)小，高度絕緣，化學(xué)性能穩(wěn)定、優(yōu)異的光學(xué)性能和壓電效應(yīng)等。人們除了在生活領(lǐng)域中大量地應(yīng)用了石英這些特性外，同時(shí)還陸續(xù)開發(fā)了一大批高科技產(chǎn)品，為全球微電子工業(yè)，光伏產(chǎn)業(yè)、軍事工業(yè)等高科技產(chǎn)業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)僅我國裝備石英電阻爐數(shù)量已達(dá)到1000臺(tái)以上，年耗電量超過2X109kwh， 熔融石英年產(chǎn)量達(dá)到80萬噸左右，年產(chǎn)值超過25億元。石英電阻爐通過石墨電極加熱。在石墨電極周圍裝填石英礦石顆粒，石英顆粒在石墨棒1800° C以上的高溫作用下而逐步融化。熔煉過程大致需要10個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間。 在這個(gè)加熱過程中，石英爐體需要經(jīng)常地作180°往返式翻轉(zhuǎn)。因?yàn)槭姌O耗電(以2噸電爐為例)一般為為8000A左右，所以要求爐前電纜的截面積必須達(dá)到6000mm2以上，此大電流電纜據(jù)測(cè)算每公尺重量超過50公斤，以一根3公尺長的干式饋電纜計(jì)算，其重量高達(dá) 150公斤，電爐的兩極各需要配置一根，如此300公斤重量的電纜還必須隨發(fā)熱的爐體作不斷地180度回轉(zhuǎn)，所以經(jīng)常發(fā)生交叉纏繞、磨損、漏電；加之電爐的工作環(huán)境潮濕、高溫、多塵霧，又必然會(huì)大幅增加了電纜的接觸而腐蝕并加大了接觸電阻，致使電纜使用溫度上升， 這種惡性循環(huán)的結(jié)果，造成電能的大量損耗與浪費(fèi)。由于電爐的電流與水流分別運(yùn)行，所以在操作中爐體到處都是電纜和水管；特別在熔煉結(jié)束開始卸料前，操作人員手忙腳亂，人身和安全事故時(shí)有發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種運(yùn)行可靠、安全高效的兩相流一體化石英電阻爐。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，一種兩相流一體化石英電阻爐，包括一個(gè)裝在一根轉(zhuǎn)軸上可旋轉(zhuǎn)180度的圓形金屬筒體，在筒體內(nèi)縱向設(shè)有一根石墨電極，石墨電極的兩端通過石墨電極套與設(shè)在筒體兩端的復(fù)合電極相接，復(fù)合電極通過電纜與爐前變壓器低壓側(cè)相接，在復(fù)合電極的四周設(shè)有爐蓋冷卻水鼓，其特點(diǎn)是在石墨電極套的四周設(shè)有水冷套，水冷套包括內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈由石墨電極套構(gòu)成，銅鐵復(fù)合材料構(gòu)成的復(fù)合電極與外圈固定，所述電纜為水冷電纜，水冷電纜包括銅質(zhì)芯線，在銅質(zhì)芯線外包有蒸汽膠管，銅質(zhì)芯線與蒸汽膠管之間為冷卻水通道，在水冷電纜與復(fù)合電極之間設(shè)有過渡接頭，過渡接頭設(shè)有與復(fù)合電極固定連接的兩相流導(dǎo)管，兩相流導(dǎo)管的一端通過冷卻水管與上述的水冷套相接，兩相流導(dǎo)管的另一端通過封體壓帽與過渡套相接，水冷電纜的銅質(zhì)芯線與過渡套的內(nèi)孔固定，過渡套上沿銅質(zhì)芯線四周設(shè)有若干上下連通的過水孔，水冷電纜的蒸汽膠管套裝在過渡套上并通過卡箍束緊。
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述水冷套與爐蓋冷卻水鼓之間連接有冷卻水管，筒體兩端的爐蓋冷卻水鼓之間通過冷卻水管相連通。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在筒體的外側(cè)部設(shè)有水冷電纜收納滑輪組。收納滑輪組包括一只與筒體呈徑向布置并帶有限位環(huán)的滑輪、以及一對(duì)與爐體呈軸向布置的環(huán)抱式滑輪，當(dāng)爐體翻轉(zhuǎn)時(shí)，水冷電纜的伸縮運(yùn)動(dòng)軌跡均控制在滑輪組的輪槽之內(nèi)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，石英電阻爐采用兩相流一體化導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，縮小了電纜截面20倍以上，大幅度降低了兩端電極間的接觸電阻，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。減少輸水管用量，大幅度降低了爐體翻轉(zhuǎn)的重量。采用導(dǎo)向滑輪組后，可保證兩相流系統(tǒng)運(yùn)行順暢， 不會(huì)再發(fā)生類如管線交叉、纏繞或磨損漏電等現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)也令電阻損耗大幅降低，提高運(yùn)行電壓，而且也大幅降低了設(shè)備運(yùn)行事故，提高了運(yùn)行效率。改善操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度， 有效降低了設(shè)備與人員安全事故，明顯地提高生產(chǎn)效率10%以上。采用兩相流一體化系統(tǒng)可節(jié)電30%左右，如果在國內(nèi)1000臺(tái)電阻爐上推廣使用后，從理論上講相當(dāng)于省掉一座10萬千瓦的發(fā)電廠，折合節(jié)省年用電費(fèi)約5億元(按平均電價(jià)0. 7元/kwh計(jì)算)，石英電阻爐的兩相流一體化系統(tǒng)不僅適用廣5噸石英電阻爐，同時(shí)也適用其它類似的礦冶爐。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2為過渡接頭的結(jié)構(gòu)簡圖。圖3為復(fù)合電極水冷套結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施例方式一種兩相流一體化石英電阻爐，包括一個(gè)裝在一根轉(zhuǎn)軸上可旋轉(zhuǎn)180度的圓形金屬筒體5，在筒體5內(nèi)縱向設(shè)有一根石墨電極，石墨電極的兩端通過石墨電極套14與設(shè)在筒體兩端的復(fù)合電極8相接，復(fù)合電極8通過電纜1與爐前變壓器低壓側(cè)相接，在復(fù)合電極8 的四周設(shè)有爐蓋冷卻水鼓3，在石墨電極套14的四周設(shè)有水冷套4，水冷套4包括內(nèi)圈和外圈16，內(nèi)圈由石墨電極套14構(gòu)成，銅鐵復(fù)合材料構(gòu)成的復(fù)合電極8與外圈16固定，所述電纜1為水冷電纜，水冷電纜包括銅質(zhì)芯線12，在銅質(zhì)芯線12外包有蒸汽膠管13，銅質(zhì)芯線 12與蒸汽膠管13之間為冷卻水通道，在水冷電纜與復(fù)合電極8之間設(shè)有過渡接頭，過渡接頭設(shè)有與復(fù)合電極8固定連接的兩相流導(dǎo)管7，兩相流導(dǎo)管7的一端通過冷卻水管與上述的水冷套4的進(jìn)水口 15相接，兩相流導(dǎo)管7的另一端通過封體壓帽9與過渡套10相接，水冷電纜的銅質(zhì)芯線12與過渡套10的內(nèi)孔固定，過渡套10上沿銅質(zhì)芯線四周設(shè)有若干上下連通的過水孔，水冷電纜的蒸汽膠管13套裝在過渡套10上并通過卡箍11束緊。水冷套4與爐蓋冷卻水鼓3之間連接有冷卻水管，筒體兩端的爐蓋冷卻水鼓之間通過冷卻水管相連通，一條水冷電纜進(jìn)水，另一條水冷電纜回水，組成循環(huán)冷卻水路。也可以是在筒體的兩側(cè)分別單獨(dú)設(shè)置循環(huán)水路，這樣需要在筒體兩側(cè)分別加回水管，回水管與水冷電纜并行設(shè)置。在筒體5的外側(cè)部設(shè)有水冷電纜收納滑輪組。收納滑輪組包括一只與筒體呈徑向布置并帶有限位環(huán)的滑輪6、以及一對(duì)與爐體呈軸向布置的環(huán)抱式滑輪2，當(dāng)爐體翻轉(zhuǎn)時(shí)， 水冷電纜的伸縮運(yùn)動(dòng)軌跡均控制在滑輪組的輪槽之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種兩相流一體化石英電阻爐，包括一個(gè)裝在一根轉(zhuǎn)軸上可旋轉(zhuǎn)180度的圓形金屬筒體，在筒體內(nèi)縱向設(shè)有一根石墨電極，石墨電極的兩端通過石墨電極套與設(shè)在筒體兩端的復(fù)合電極相接，復(fù)合電極通過電纜與爐前變壓器低壓側(cè)相接，在復(fù)合電極的四周設(shè)有爐蓋冷卻水鼓，其特征在于在石墨電極套的四周設(shè)有水冷套，水冷套包括內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈由石墨電極套構(gòu)成，銅鐵復(fù)合材料構(gòu)成的復(fù)合電極與外圈固定，所述電纜為水冷電纜，水冷電纜包括銅質(zhì)芯線，在銅質(zhì)芯線外包有蒸汽膠管，銅質(zhì)芯線與蒸汽膠管之間為冷卻水通道， 在水冷電纜與復(fù)合電極之間設(shè)有過渡接頭，過渡接頭設(shè)有與復(fù)合電極固定連接的兩相流導(dǎo)管，兩相流導(dǎo)管的一端通過冷卻水管與上述的水冷套相接，兩相流導(dǎo)管的另一端通過封體壓帽與過渡套相接，水冷電纜的銅質(zhì)芯線與過渡套的內(nèi)孔固定，過渡套上沿銅質(zhì)芯線四周設(shè)有若干上下連通的過水孔，水冷電纜的蒸汽膠管套裝在過渡套上并通過卡箍束緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相流一體化石英電阻爐，其特征在于所述水冷套與爐蓋冷卻水鼓之間連接有冷卻水管，筒體兩端的爐蓋冷卻水鼓之間通過冷卻水管相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相流一體化石英電阻爐，其特征在于在筒體的外側(cè)部設(shè)有水冷電纜收納滑輪組。
全文摘要
一種兩相流一體化石英電阻爐，包括一個(gè)裝在一根轉(zhuǎn)軸上可旋轉(zhuǎn)180度的圓形金屬筒體，在筒體內(nèi)縱向設(shè)有一根石墨電極，石墨電極的兩端通過石墨電極套與設(shè)在筒體兩端的復(fù)合電極相接，復(fù)合電極通過電纜與爐前變壓器低壓側(cè)相接，在復(fù)合電極的四周設(shè)有爐蓋冷卻水鼓，在石墨電極套的四周設(shè)有水冷套，復(fù)合電極與水冷套的外圈固定，所述電纜為水冷電纜，水冷電纜包括銅質(zhì)芯線，在銅質(zhì)芯線外包有蒸汽膠管，銅質(zhì)芯線與蒸汽膠管之間為冷卻水通道，在水冷電纜與復(fù)合電極之間設(shè)有過渡接頭，過渡接頭的兩相流導(dǎo)管與水冷套相接?？s小了電纜截面20倍以上，大幅度降低了兩端電極間的接觸電阻，降低了爐體翻轉(zhuǎn)的重量。大幅降低了設(shè)備運(yùn)行事故，提高了運(yùn)行效率。
文檔編號(hào)C01B33/12GK102530964SQ20111030817
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者邱富仁 申請(qǐng)人:邱富仁