專利名稱：電弧爐保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種電弧爐，尤其是涉及在電弧爐運(yùn)行期間產(chǎn)生電流波動(dòng)的問題。
這里所用的術(shù)語(yǔ)”散弧”表明了這一類型的較為明顯的不穩(wěn)定性，這種不穩(wěn)定性表現(xiàn)在爐內(nèi)，如電極和爐頂之間，或在爐內(nèi)其它表面之間發(fā)生散弧現(xiàn)象。
本發(fā)明可應(yīng)用于直流和交流電弧爐。
在直流電弧爐運(yùn)行期間，由于電弧的作用，爐渣會(huì)從熔渣層飛濺到爐側(cè)壁和爐頂上。熱塵粒和冷凝蒸汽也會(huì)粘到側(cè)壁和爐頂上。冷態(tài)爐渣通常是非導(dǎo)電的或?qū)щ娐屎艿汀?br> 在升溫過程，爐渣，尤其是特定氧化物，如二氧化鈦含量較高的爐渣的絕緣特性受到嚴(yán)重影響。這些爐渣的電阻率可能下降到這些材料成為導(dǎo)電的程度。隨之，在爐內(nèi)，在爐頂和側(cè)壁處存在導(dǎo)電層，從而使得爐頂和側(cè)壁具有了與爐內(nèi)熔池的池頂相同的電位。從而，導(dǎo)電層促進(jìn)擊穿而在陰極和陽(yáng)極間形成電流通路。
爐內(nèi)引起散弧的條件是可變的，例如，主弧不是完全穩(wěn)定，同時(shí)產(chǎn)生沸騰和火花，在整個(gè)熔化期間產(chǎn)生爐渣，熔池液位發(fā)生變化，和向爐內(nèi)供料的速度和組份存在波動(dòng)。因此，用于控制散弧的手段應(yīng)該，而且最好能夠適應(yīng)不管是上述的因素還是如溫度和壓力波動(dòng)的其它因素，以及適應(yīng)供給爐子的電力的變化，即流向爐子的電壓和電流。。
電弧會(huì)損壞爐頂，爐殼和爐床部件，并能導(dǎo)致爐子生產(chǎn)率大幅度降低。對(duì)于水冷爐而言，電弧引起供水管的破裂將導(dǎo)致水流入爐內(nèi)而引發(fā)極為嚴(yán)重的和破壞性的爆炸。
本發(fā)明的目的在于通過減少電弧對(duì)爐體損壞的可能性來提高電弧爐的經(jīng)濟(jì)性能。
本發(fā)明提供了一種電弧爐，該爐包括一帶爐床的外殼和一蓋在外殼上的爐頂，爐頂包括多個(gè)組件，這些組件相互之間以及與外殼間基本上是電絕緣的；一電極和爐頂上的耐火部分，其中耐火部分至少部分是導(dǎo)電的。
耐火部分可以由導(dǎo)電耐火材料構(gòu)成或者包含有本身是導(dǎo)電的耐火材料。另外或附加地至少在局部耐火材料內(nèi)配置至少一種導(dǎo)電部件，該導(dǎo)電部件可是任何形狀和尺寸。
本發(fā)明的一種實(shí)施形式是導(dǎo)電部件暴露于爐子內(nèi)部。
本發(fā)明的另一種不同的方式是導(dǎo)電部件不是暴露于爐內(nèi)部，即它被耐火部分所覆蓋。
在后一種實(shí)施例中，只有當(dāng)耐火部分被浸蝕掉后致使至少部分導(dǎo)電部件暴露出時(shí)，爐內(nèi)部和導(dǎo)電部件才能發(fā)生直接的導(dǎo)電連接。
可以使用多個(gè)導(dǎo)電部件，并根據(jù)需要將它們按不同的程度配置到耐火部分的多個(gè)區(qū)域內(nèi)。由于耐火部分材料的浸蝕，導(dǎo)電部件的暴露就因此可以提供一種估計(jì)耐火部分損壞或磨損的手段，并當(dāng)損壞敏感部分，如耐火部分內(nèi)的水冷管時(shí)當(dāng)即予以指示。這種構(gòu)思使提供一種診斷系統(tǒng)成為可能，這種診斷系統(tǒng)能夠提供系統(tǒng)機(jī)械損壞程度的早期報(bào)警。
導(dǎo)電部件可以是任何合適的導(dǎo)電材料，而最好的是銅。
導(dǎo)電部件可以制成任何形成或尺寸，并且可以是通常的圓柱形銷狀。較為合適的長(zhǎng)度是直徑約為120MM時(shí)550MM量級(jí)。給出的這些尺寸只是舉例而已，并不限定于該范圍，只要考慮了導(dǎo)電和導(dǎo)熱率的其它尺寸也具有滿意的效果。
可以使用多個(gè)導(dǎo)電部件。這些導(dǎo)電部件可以任何合適的模式配置在電極周圍，例如，可以電極為中心按一定的間隔配置成一圓或幾圓。
導(dǎo)電部件應(yīng)該定位成既不接觸電極也不接觸爐頂且與電極和爐頂成電絕緣。
至少部分導(dǎo)電部件整個(gè)地埋置在至少部分爐頂組件內(nèi)。
另外或附加地至少部分導(dǎo)電部件被定位成它們被部分地埋置在至少部分爐頂組件內(nèi)并且部分暴露于爐子運(yùn)行期間所產(chǎn)生的且粘附到爐頂組件上的爐渣內(nèi)。
導(dǎo)電部件可以任何合適和希望的方式或結(jié)構(gòu)相互導(dǎo)電連接或者連接一個(gè)或多個(gè)可控的電位體。
雖然爐頂可以是水冷的，并可由多個(gè)水冷爐頂組件或板件形成，但本發(fā)明對(duì)其它類型的爐頂，如包括噴霧冷卻爐頂組件或板件也能提供有效保護(hù)。
可以使用任何合適的流體，如水或氣/水混合物來冷卻導(dǎo)電部件，且導(dǎo)電部件的流體冷卻管之安裝位置可遠(yuǎn)離耐火部分，以便于若耐火部分受電弧影響而損壞時(shí)，能將導(dǎo)電部件之冷卻管受到的損壞降到最低程度。冷卻流體或冷卻技術(shù)應(yīng)該確保進(jìn)入爐內(nèi)的水量在冷卻管受損時(shí)為最少。
根據(jù)爐型，可以使用一固定的AC，DC(V)建立電壓梯度，并因此能夠利用如電阻網(wǎng)產(chǎn)生固定或穩(wěn)定的電壓梯度。
另外，電壓梯度可以變化或?yàn)閯?dòng)態(tài)，并可通過響應(yīng)爐內(nèi)運(yùn)行條件的切換設(shè)備建立該電壓梯度。再者，根據(jù)爐型，切換設(shè)備可以AC或DC電壓運(yùn)行。
由電壓梯度在如耐火部分和爐子相鄰組件之間建立的電壓差可以在施加到爐子的供給電壓的5％-50％之間。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓差值為50(V)至80(V)的量級(jí)。
將導(dǎo)電部件連接地球或任何其它可控電位體就能夠使導(dǎo)電部件于起弧期間感應(yīng)出的電流被引流到地球或其它電位體上。通過改變可控電位，另一方面，就能夠控制產(chǎn)生電弧的條件并可降低起弧的發(fā)生率。
可以使用任何合適的設(shè)備將導(dǎo)電部件連接到地球或其它可控電位體上。還可以使用任何合適的設(shè)備將不同的組件或板件連接到合適的受電位體上，以便控制散弧對(duì)這些組件或板件造成損壞。
這種連接設(shè)備可以采用任何合適的形式。本發(fā)明的一種形式由電阻分壓計(jì)構(gòu)成，以對(duì)不同的爐頂組件或爐子的局部或部分施加所希望的電位。
為了限制散弧或撲滅電弧，可以使用有效機(jī)械來提供響應(yīng)當(dāng)時(shí)爐內(nèi)相關(guān)條件的可控電位。例如，可以使用有切換模式或線性控性模式的半導(dǎo)體設(shè)備轉(zhuǎn)換器，它們能夠向負(fù)載傳送電能，并能分散從負(fù)載吸收的電力。
應(yīng)對(duì)提供給控制電位的電源功率額定值進(jìn)行限制并使其小于爐子電源額定值的5％，最好不超過1％。這些值只是指示性的大小并不受限。
對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備沒有限制，在DC-DC或AC-DC的轉(zhuǎn)換器中，合適的半導(dǎo)體設(shè)備有可控硅整流器，雙極晶體管，絕緣柵雙極晶體管和閘門關(guān)斷可控硅整流器。為了提供爐頂組件所需要的合適電壓，這些設(shè)備可以直接在單相或多相交變電源上運(yùn)行，可從一無控制的整流電源或直接來自DC電源向爐供能。
為了限制轉(zhuǎn)換到或輸入到電弧爐的電力，這些設(shè)備可以包括任何合適的保護(hù)機(jī)構(gòu)。對(duì)此應(yīng)用不作限制，例如可以使用限流裝置，如阻流二極管和熔絲。
可控電位是可調(diào)的，最好是動(dòng)態(tài)的，用以限制散弧對(duì)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電部件產(chǎn)生的程度，而同時(shí)防止散弧損壞爐子。對(duì)可控電位也進(jìn)行限制以防止一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電部件成為散弧源。
為了知道爐頂起弧的程度，可以監(jiān)測(cè)流到地球或任何其它可控電位上的電流。同樣以下的監(jiān)測(cè)也落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，即監(jiān)測(cè)流到地球或任何其它可控電位的電流大小，并且當(dāng)電流超過預(yù)定值時(shí)，為了限制電位損壞爐子(因起弧)，中斷或減少供給爐子的電能或起動(dòng)其它合適的措施。
本發(fā)明還提供了一種電弧爐內(nèi)控制散弧的方法，其中的電弧爐包括一帶爐床的外殼，一蓋在外殼上的爐頂，電極及爐頂?shù)哪突鸩糠?，該方法包括至少在耐火部分和至少一個(gè)爐子組件之間建立一電壓梯度。
可以在耐火部分和電極間，在耐火部分和密封件之間，該密封件在電極和耐火部分間或在耐火部分和外殼組件之間建立電壓梯度。
電壓梯度可基本上是固定和預(yù)定的。另外，電壓梯度也可以對(duì)應(yīng)于爐內(nèi)運(yùn)行條件作動(dòng)態(tài)變化。
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1是本發(fā)明的DC電弧爐的中心爐頂中央?yún)^(qū)的平面圖；圖2是爐部分的截面圖，示意性示出了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)配置情況；圖3和4是本發(fā)明爐子上使用的導(dǎo)電部件或?qū)щ婁N的側(cè)視圖，彼此相間90度；圖5A，5B，5C分別示出圖2配置中使用的不同電源裝置；圖6A，6B，6C分別示出本發(fā)明爐子上使用的導(dǎo)電部件的不同結(jié)構(gòu)；圖7是本發(fā)明爐子結(jié)構(gòu)的截面圖，它利用了電阻分壓器；圖8本發(fā)明爐子結(jié)構(gòu)的截面圖，它利用了動(dòng)態(tài)控制技術(shù)。
附圖1示出了本發(fā)明的DC電弧爐的中央爐頂10的中心區(qū)，該爐以公知方式由耐火材料形成或覆蓋，并且由流過材料內(nèi)的循環(huán)管路的循環(huán)水冷卻，或?qū)⑺畤婌F到材料上進(jìn)行冷卻。中心爐頂由以虛線11所示的爐頂板件或組件所圍住。
圖2是穿過爐頂?shù)臋M截面圖。電極12穿過中心區(qū)10，一個(gè)外殼覆蓋了中心區(qū)10并延伸到爐床。爐床構(gòu)成DC電源的陽(yáng)極(圖中未示出)，而電極12構(gòu)成陰極。至少爐頂10的中心區(qū)由耐火材料14形成或由耐火材料14覆蓋，水冷管16埋于耐火材料內(nèi)用于冷卻爐頂。爐子的實(shí)際結(jié)構(gòu)基本上是傳統(tǒng)的，圖7和圖8更為詳細(xì)地示出其結(jié)構(gòu)。
多個(gè)水冷導(dǎo)電部件18(在此情況下，其為銅銷)以一定間隔配置在二個(gè)圓周上，這兩個(gè)圓周以電極12為中心。部件18被安裝在耐火材料內(nèi)且既不與電極12直接接觸也不與水冷爐頂接觸，而與爐渣接觸。
圖3和圖4示出了具體的導(dǎo)電部件18的結(jié)構(gòu)。每個(gè)導(dǎo)電部件的長(zhǎng)為550MM量級(jí)，直徑為120MM量級(jí)。導(dǎo)電部件的橫向和軸向鉆了橫向孔和軸向孔(如圖4所示)，圖3和圖4中孔的陰影部分20被塞住形成U形冷卻管路22，該管路22連接到循環(huán)管上，水或氣/水混合物通過該管路22進(jìn)行循環(huán)冷卻。
應(yīng)該從圖3和圖4中注意到在每個(gè)導(dǎo)電部件的上端部進(jìn)行水冷。
水冷導(dǎo)電部件應(yīng)該這樣來設(shè)計(jì)和安裝于爐體上，使得冷卻管22至少部分位于耐火材料14外部，參照?qǐng)D2，6A，和6B。因此，如果導(dǎo)電部件因爐內(nèi)電弧而受損，能夠減少水從水循環(huán)管路流出和進(jìn)入爐內(nèi)。
圖2簡(jiǎn)略地示出導(dǎo)電部件18經(jīng)導(dǎo)體26和電源裝置28連接到任何合適的可控電位體24上，該電位體可以是地球。電源裝置可采用圖5A至5D所示的任何一種結(jié)構(gòu)。
圖5示出以標(biāo)號(hào)28A至28D的電源裝置的四種結(jié)構(gòu)，它們分別包含一限流開關(guān)，一分壓計(jì)，一線性電源和一開關(guān)式電源。
裝置28(參照?qǐng)D2)連接到控制器30上，而過程參數(shù)用于調(diào)節(jié)控制器的運(yùn)行?？刂破黜憫?yīng)于由電流測(cè)量?jī)x36測(cè)出的電流測(cè)量值34和電壓測(cè)量值38。
根據(jù)電源裝置和控制器的特性，由控制器響應(yīng)輸入?yún)?shù)而產(chǎn)生的控制信號(hào)40可用來控制裝置28的運(yùn)行。
控制裝置30可以采用任何合適結(jié)構(gòu)且可以包括專用模擬信號(hào)電路或微控制器來產(chǎn)生信號(hào)40?？刂破鬟€可以用可編程邏輯控制器(PCL)為基礎(chǔ)，該可編程邏輯控制器用于控制爐子的運(yùn)行并響應(yīng)爐子運(yùn)行的信息。根據(jù)這種情況，就能夠?qū)崿F(xiàn)響應(yīng)爐子動(dòng)力消耗量和實(shí)際情況之變化的適當(dāng)控制。
在圖2中，僅有一個(gè)導(dǎo)電銷18與電源裝置連接。輔助連接26A可以設(shè)置到另一個(gè)銷18A上。根據(jù)爐頂特性，這將參考圖6作進(jìn)一步描述的是，可以對(duì)爐頂?shù)膶?dǎo)電部件18C提供附加連接26B。
圖5A示出的電源裝置28包括一簡(jiǎn)易斷續(xù)開關(guān)42。如果爐內(nèi)產(chǎn)生失控電弧，則接地導(dǎo)體26可將導(dǎo)電部件18上所誘發(fā)的和由電弧引起的電流引出到地球上，因此對(duì)爐頂起到了有效的保護(hù)。由電流檢測(cè)器36可對(duì)該接地電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)并因此能夠測(cè)出產(chǎn)生的電弧程度。還可以將流過導(dǎo)體26的電流與參考值32A進(jìn)行比較，且若超過參考值，則操作開關(guān)以停止向爐子供電。然而，如果產(chǎn)生的副電弧嚴(yán)重到損壞爐體組件時(shí)，則應(yīng)立即切斷電源，消除潛在的危險(xiǎn)。
可以采用類似的技術(shù)來減少其它因素所造成的損壞，這些因素包括例如當(dāng)耐火材料14被腐蝕到不可接受的程度或者當(dāng)水冷循環(huán)管16暴露出了或者露出到危險(xiǎn)的狀態(tài)時(shí)。需要測(cè)試導(dǎo)電率的電力供給與系統(tǒng)的電力需求(電力用于控制爐子某些部位的電壓)比較相對(duì)小，這一情況將在下面描述。
圖5B示出了電源裝置28，在此情況下用標(biāo)號(hào)28B表示，它還可以包括一分壓器，圖7示出一DC電弧爐結(jié)構(gòu)50的局部截面，該結(jié)構(gòu)50利用了這樣的分壓網(wǎng)。該附圖示出一爐子的爐床52和外殼54，外殼54包括相應(yīng)的圓周部分54A和54B。
由一個(gè)中心環(huán)56形成了部分爐頂并用于外殼(圖示出局部)，該中心環(huán)56由耐火材料制成，電極12穿過環(huán)上的中心孔。爐頂?shù)钠溆嗖糠钟啥鄠€(gè)組件或板件構(gòu)成，這些組件和板件彼此間以及與環(huán)之間絕緣。一電極密封件60套在電極58上并被配置得密封電極和環(huán)56之間的間隙。在該環(huán)上安裝一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電部件或?qū)щ婁N18。
分壓網(wǎng)28B連接到電壓源Vs并輸出電壓V1和V2，這兩個(gè)電壓分別連接于密封件60和導(dǎo)電銷18。電壓Vs或者是供給到電極12上的電壓，或者是外部電源。該分壓器提供了無源限流(passive currentlimiting)。
電阻值應(yīng)該這樣來選擇，使得對(duì)應(yīng)電壓V1和V2在每對(duì)相鄰的爐子組件之間產(chǎn)生電壓梯度，電壓梯度足以低到能夠降低在組件之間發(fā)生電弧的可能性。合適的電壓差是在爐子供壓的0％至50％之間，在其中的一個(gè)實(shí)施例中，壓差是50至80(V)。
圖7示出的配置結(jié)構(gòu)是一種相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的良策。但它的不足是壓差根據(jù)給定的爐內(nèi)條件提前選擇好。當(dāng)爐內(nèi)條件不穩(wěn)定時(shí)，隨之壓差對(duì)于全部運(yùn)行條件均不在最佳水平上。
一類似的分壓網(wǎng)28B(圖未示出)可連接到(外殼)部分54B上，若該部分的電壓證明是可控的話。
如上所述，圖5B的分壓器28B提供了無源限流。電源裝置28C和28D分別以線性電源和開關(guān)模式電源為基礎(chǔ)并提供有源(activecurrent limiting)限流。在這些情況下，利用一電流控制回路可實(shí)現(xiàn)有效地限流。為了保護(hù)電源裝置整體并防止電源裝置本身成為電弧源而需要限制電流。
圖8示出使用二個(gè)電源裝置28D的情況，這兩個(gè)電源裝置分別提供電壓V1和V1，該電壓V1和V2分別施加于密封件60和導(dǎo)電銷18。該電源裝置利用絕緣柵雙極晶體管(IGBT)以可控式開關(guān)電源電壓Vs，以響應(yīng)過程參數(shù)信號(hào)34。
電壓Vs可以是電極12上的電壓?；蛘咴撾妷河扇魏魏线m種類的整流裝置72產(chǎn)生，并由三相電源74向整流裝置72供電。
裝置28D包括LC過濾器并適于提供高功率電能。它們根據(jù)控制器30內(nèi)的程序可有效地控制電壓V1和V2，并至少以下列參數(shù)32為條件爐子控制器放液設(shè)定(Tap setting)和爐子整流器的運(yùn)行點(diǎn)。這種方案允許這樣的電壓梯度，即連續(xù)的成對(duì)爐子組件之間的電壓差在爐子整流器的整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)保持為動(dòng)態(tài)或合適的方式。
對(duì)于沒有整流器的AC爐子而言改進(jìn)是應(yīng)該的。
在試驗(yàn)爐上發(fā)現(xiàn)組件58和60，組件60和56間的最佳電壓是50至80伏。
裝置28D允許爐子整流器電壓被限制在150(V)的安全預(yù)定值上，這樣無論何時(shí)都不會(huì)起弧。采取這種手段能夠在起弧前或當(dāng)一個(gè)電弧消失時(shí)防止在爐頂板件56上起弧。
與一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電銷18接觸的爐渣(見圖2和8)的溫度會(huì)影響爐渣的電阻率，并因此很大程度上限定了電壓V2。在極端的情況下，為了解決爐渣電阻，可以使電壓超過爐子電壓。業(yè)已發(fā)現(xiàn)一個(gè)特定的配置，只有當(dāng)爐子消耗的電力超過閾值(該閾值在實(shí)驗(yàn)時(shí)為20兆瓦量級(jí))時(shí)，才發(fā)生散弧。因而，只在爐子運(yùn)行電壓高于閾值時(shí)才需要電壓梯度電路。
所述電壓梯度有利于在爐內(nèi)形成熱堤70。熱堤為外殼和爐頂?shù)纳喜慷翁峁┝艘欢ǔ潭鹊臒峤^緣。電源裝置28D用來建立電壓差，以使被充電至電極電位的顆粒被吸引到爐頂和外殼內(nèi)部上方，并由電源裝置更可靠地保持。因此，熱堤就可以這樣來建立，使其明顯有助于控制。相反地，不合適的壓差梯度會(huì)對(duì)在爐子內(nèi)表面上形成熱堤產(chǎn)生負(fù)面影響。
電源裝置28可用來實(shí)現(xiàn)至少下列目的(a)減少散??；(b)萬(wàn)一發(fā)生緊急情況，能夠?qū)t子的上部限定于接地；(c)有助于在爐內(nèi)建立熱堤；很明顯可以用一個(gè)或幾個(gè)裝置28C來替代裝置28D，以提供所希望的電壓V1和V2。
圖7和圖8中，把導(dǎo)電銷18直接連接到建立電壓梯度的裝置上。耐火材料本身可以是導(dǎo)電的，在此情況下，對(duì)耐火材料可提供附加的連接。
圖6A，6B，6C示出不同導(dǎo)電部件的構(gòu)成。圖6A中，銷18暴露于爐子內(nèi)部。然而，必須采取措施避免對(duì)銷暴露的表面直接產(chǎn)生電弧?？梢钥闯鲣N埋置于耐火材料14中且與上部鋼架80保持間隔而不接觸。
圖6B示出了一種變化，其中，銷不暴露于爐子內(nèi)部，并由一層耐火材料將其與爐子內(nèi)部屏蔽。利用這種配置，只有當(dāng)耐火材料被腐掉厚度82致使導(dǎo)電銷至少部分露出時(shí)，爐內(nèi)和銷之間才會(huì)直接地導(dǎo)電連接。當(dāng)發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)借助于檢測(cè)流過銷的電流增加值即可很容易地監(jiān)測(cè)出，從而能夠得到發(fā)生的腐蝕量。
根據(jù)需要，爐頂板件中可以配置不同程度的銷。由于耐火材料的腐蝕使導(dǎo)電銷露出程度可以提供一種估計(jì)耐火材料的損壞或磨損的手段并且當(dāng)可能發(fā)生耐火材料中的敏感元件如水冷循環(huán)管損壞時(shí)提供指示。從而，當(dāng)銷露出時(shí)，在銷和陰極或陽(yáng)極間的電阻減小，這一點(diǎn)能夠容易地監(jiān)測(cè)出。
圖6C示出另外一種配置。在本例中，圖號(hào)14A所示的耐火材料本身是導(dǎo)電的。耐火材料接觸支承鋼架80，且電線26直接連接鋼架。這種配置(此前已提及)可允許省去銷18而通過使導(dǎo)電連接直接連到導(dǎo)電爐頂上來建立相應(yīng)的電壓梯度。
應(yīng)該理解，導(dǎo)電部件即導(dǎo)電銷可以置于爐頂環(huán)或爐頂板件的希望位置上，或者按要求置于爐子的其它組件上。
本發(fā)明是參考DC電弧爐進(jìn)行了描述。然而，本發(fā)明的構(gòu)思(或原則)可用于其它類型的爐上。特別是，本發(fā)明的構(gòu)思可用于單相或多相AC電弧爐上減少散弧事故發(fā)生。在包含多電極綜合控制的爐型上，為了維護(hù)爐子表面可以采用監(jiān)測(cè)技術(shù)，以使相互絕緣的爐表面保持在希望的適于爐內(nèi)運(yùn)行條件的電壓上。
權(quán)利要求
1.一種電弧爐，該爐包括帶爐床的外殼；蓋在外殼上的爐頂，爐頂包括多個(gè)組件，這些組件相互之間以及與外殼間基本上是電絕緣的；電極和爐頂上的耐火部分，其中，耐火部分至少部分是導(dǎo)電的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐子，其特征在于，耐火部分由導(dǎo)電耐火材料構(gòu)成或者包含導(dǎo)電的耐火材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐子，其特征在于，至少一個(gè)導(dǎo)電部件至少部分配置在構(gòu)成耐火部分的耐火材料內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的爐子，其特征在于，包括多個(gè)導(dǎo)電部件，這些導(dǎo)電部件圍著電極以一定間隔配置，且與電極和爐頂保持電絕緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的爐子，其特征在于，電極導(dǎo)電部件的部分暴露于爐子內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3，4或5所述的爐子，其特征在于，導(dǎo)電部件用合適的液體冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一個(gè)所述的爐子，其特征在于，包括一個(gè)裝置，該裝置至少橫跨耐火部分和爐床建立一電壓梯度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的爐子，其特征在于，建立電壓梯度的裝置在耐火部分和相鄰的爐子組件之間建立一個(gè)電壓差，該壓差是供給爐子電壓的0％至50％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的爐子，其特征在于，建立電壓梯度的裝置包括一電阻分壓器網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的爐子，其特征在于，建立電壓梯度的裝置包括多個(gè)切換設(shè)備，這些設(shè)備響應(yīng)爐內(nèi)的運(yùn)行條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何一個(gè)所述的爐子，其特征在于，導(dǎo)電耐火部分連接到地球或可控電位體上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何一個(gè)所述的爐子，其特征在于，包括一個(gè)裝置，該裝置監(jiān)測(cè)流到導(dǎo)電耐火部分的電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的爐子，其特征在于，包括一個(gè)裝置，該裝置用于當(dāng)電流超過預(yù)定值時(shí)中斷向電極供電。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13之一所述的爐子，其特征在于，該爐子是DC電弧爐。
15.一種控制電弧爐發(fā)生散弧的方法，該電弧爐包括帶爐床的外殼，蓋在外殼上的爐頂，和爐頂上的耐火部分，耐火部分至少部分是導(dǎo)電的，該方法包括至少在耐火部分和爐床之間建立電壓梯度的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，電壓梯度在耐火部分和相鄰爐子組件之間建立一個(gè)電壓差，該電壓差是供給爐子電壓的0％-50％。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于，電壓梯度是固定的。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，電壓梯度響應(yīng)爐內(nèi)的運(yùn)行條件而可變。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，耐火部分通過至少一個(gè)導(dǎo)電部件而至少是部分導(dǎo)電的，該導(dǎo)電部件至少部分暴露于耐火部分內(nèi)，且對(duì)流過導(dǎo)電部分的電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)以檢查耐火材料的腐蝕程度。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，該方法包括當(dāng)爐內(nèi)電弧消失時(shí)將供給爐子的電壓限定在預(yù)定安全值上的步驟。
全文摘要
一種電弧爐,該爐包括帶爐床的外殼;覆蓋外殼的爐頂,爐頂包括多個(gè)組件(10,11),這些組件相互之間以及與外殼間基本上是電絕緣的;電極(12)和爐頂上的耐火部分(14),其中,耐火部分(14)至少部分是導(dǎo)電的。
文檔編號(hào)F27B3/24GK1245557SQ9718172
公開日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1997年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月10日
發(fā)明者R·M·懷特, E·H·羅斯, A·B·約翰斯頓, J·A·菲爾雷拉, D·R·G·法維雷, A·W·維維格 申請(qǐng)人:納馬克瓦桑德斯有限公司