專利名稱：低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及硅的冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體說就是生產(chǎn)工業(yè)硅、硅錳、硅鉻、硅鋁合金、硅鈣合金等產(chǎn)品的一種礦熱爐。
用于生產(chǎn)工業(yè)硅、硅鋁合金、硅鈣合金、硅錳、硅鉻等產(chǎn)品的礦熱爐，長期以來均采用三相交流電和三個石墨電極，而且三個電極成三角形地豎立在爐膛中，該爐有如下不足之處1、在高溫時，相鄰兩極間有較大的分流，減小了主放電電流強度，電耗高；由于電極埋人爐料中深度較淺，爐體散熱面積又較大，所以熱效率較低。
2、由于爐子的反應(yīng)區(qū)較小，爐口和后邊兩根電極通道較窄，排渣困難，爐渣稍多，就積存爐底，電極埋入爐料中的深度也越來越淺，降低熱效率，也導(dǎo)致爐底上漲故障而停產(chǎn)。
3、石墨電極造價高，三根電極在空氣中及爐料中暴露面積大，損耗高，單耗達120-140kg/t，僅此一項就占總成本的16％左右。
4、爐內(nèi)三電極間的三角區(qū)內(nèi)，加料、搗料操作都比較困難，也不能有效地使用搗爐推料機。
5、三電極爐，在上、下移動電極時，各電極互相影響，負(fù)荷不穩(wěn)定，常處于低負(fù)荷運行狀態(tài)，產(chǎn)量低，在生產(chǎn)硅鋁合金時，易產(chǎn)生塌料，影響生產(chǎn)。
本實用新型的目的是設(shè)計一種消耗低、效率高、產(chǎn)出多、質(zhì)量好、操作方便、機械化程度高、成本低的低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐。
本實用新型低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐，由爐體、電極、電極提升機構(gòu)和電源組成，其特點在于爐體是安裝在爐底平車上，爐膛內(nèi)安有一根自焙電極，采用低頻交流或直流電源、爐體外裝有可繞爐體移動的扒皮車。
爐底平車置于基礎(chǔ)上，車板上放有多條鋼軌，爐體放置在鋼軌上，爐底平車的移動由油缸和管路組成的液壓系統(tǒng)控制，可使?fàn)t體沿爐口方向移動，以改變電極在爐膛中的位置。
自焙電極由薄鋼板外殼、殼內(nèi)填充油焦和焦油瀝青組成，即構(gòu)成電極糊。
本實用新型采用的交流電源，是將三相電源用整流、逆變電路技術(shù)后構(gòu)成的單相低頻交流電源，即將三相市電經(jīng)變壓器變壓，再經(jīng)可控硅整流、逆變后，構(gòu)成單相低頻交流電源；采用的直流電源，是將構(gòu)成的單相低頻交流電源電路中，相同方向一組可控硅斷掉構(gòu)成。
扒皮車由車體及其上面的電焊機、扒皮夾子和氣動裝置組成，車輪放置在爐體外側(cè)的圓形軌道上，電焊槍頭及扒皮夾子伸向電極，氣動裝置控制電焊槍頭和扒皮夾子與電極的距離，以便將電極外殼切割、扒下。
電極是懸掛在由支架、卷揚機、鋼絲繩和滑輪組構(gòu)成的升降機構(gòu)上，可依電極下端的放電情況調(diào)整其高度。
單相單電極礦熱爐，其電極殼內(nèi)壁上的內(nèi)翅，可用不銹鋼制作，亦可用炭素纖維制作；電極外壁上的導(dǎo)電夾可用鑄鋼制作。
本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點1、單相單電極無極間分流，電弧電流強度大，可直達爐底，電極埋人爐料較深，散熱面積小、電耗低，熱效率高，較三相三電極爐降低電耗22％左右。
2、用自焙電極代替價格昂貴的石墨電極，而電極暴露于空氣中和與爐料接觸面積減小，電極消耗少，電極成本大大降低。
3、由于采用了爐底平車，所以電極與爐口的距離可調(diào)，有利于排渣，可避免爐底沉渣故障，爐內(nèi)溶觸液不斷流入臺包，免受電弧蒸發(fā)損失，又有強磁力線攪拌作用，爐渣易于與產(chǎn)品分離，產(chǎn)品質(zhì)量好；亦可根據(jù)用電的平、谷、峰時電費的不同，調(diào)節(jié)電極與爐口的距離達到節(jié)電目的。
4、單電極無三角區(qū)，添料、搗料和電極扒皮均可實現(xiàn)機械化，減輕工人勞動強度，安全高效，也可利用本技術(shù)對現(xiàn)有三相三電極爐的改造。
5、本實用新型交、直流兩用單電極礦熱爐，生產(chǎn)品種多，操作方便，換品種時，只需清爐底，電源由交流變?yōu)橹绷鲿r，只需斷掉電源電路中的逆變回路的一組可控制硅即可。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中有油缸1、爐底平車2、鎂炭磚3，耐火磚4，扒皮車5、水圈6，導(dǎo)電夾7，軟母線8，橫梁9，電極外套10，滑輪組11，卷揚機12，鋼絲繩13，自焙電極14，變壓器15，可控硅整流、逆變器16，臺包17，煙囪及超高壓除塵器18，支架19，爐體20，鋼軌21，銅母線22，樓板23，墻壁24。
圖2、圖3是兩種結(jié)構(gòu)的低頻交流電源原理圖。
現(xiàn)舉一實例，并結(jié)合附圖加以說明。
將上述設(shè)計方案用于9000KVA的工業(yè)硅生產(chǎn)爐上，自焙電極直徑φ1500mm，長11000mm，電極外殼鋼板厚2mm，內(nèi)裝油焦和焦油瀝青，爐體外徑φ6000mm，沿電極殼的內(nèi)壁均勻豎直地裝有6個不銹鋼板內(nèi)翅，翅高350mm，厚0.8mm。經(jīng)一段時間試用證明效果很好，節(jié)能降耗，扒皮機、搗爐推料機操作方便、靈活，特別是控制爐底平車，可改變電極在爐膛內(nèi)的相對位置，便于排渣，也有利于調(diào)節(jié)在用電低谷時多用電，使電極離爐口遠(yuǎn)些，在用電高峰時少用電，使電極離爐口近些，這樣可大幅度地節(jié)省電費。
權(quán)利要求1.一種低頻交流和直流兩用單電極礦熱爐，由爐體(20)、電極(14)、電極(14)提升機構(gòu)和電源組成，其特征在于爐體(20)是安裝在爐底平車(2)上，爐膛內(nèi)裝有一根自焙電極(14)，采用低頻交流或直流電源，爐體(20)外裝有可繞爐體(20)移動的扒皮車(5)。
2.按照權(quán)利要求1所述的礦熱爐，其特征是爐底平車(2)是置于基礎(chǔ)上，車板上放有多條鋼軌(21)，爐體(20)放置在鋼軌(21)上，爐底平車(2)的移動，由油缸(1)和管路組成的液壓系統(tǒng)控制，可使?fàn)t體(20)沿爐口方向移動。
3.按照權(quán)利要求1所述的礦熱爐，其特征是扒皮車(5)由車體及其上面的電焊機、扒皮夾子和氣動裝置組成，車輪放置在爐體(20)外側(cè)的圓形軌道上；電焊槍頭及扒皮夾子伸向電極(14)，氣動裝置控制電焊槍頭和扒皮夾子與電極(14)的距離，以便將電極外殼切割、扒下。
4.按照權(quán)利要求1所述的礦熱爐，其特征是電極殼內(nèi)壁上的內(nèi)翅，可用不銹鋼制作，亦可用炭素纖維制作。
5.按照權(quán)利要求1所述的礦熱爐，其特征在于電極外壁上的導(dǎo)電夾(7)可用鑄鋼制作。
6.按照權(quán)利要求1所述的礦熱爐，其特征在于本礦熱爐采用的交流電源，是將三相電源用整流、逆變電路技術(shù)后構(gòu)成的單相低頻交流電源；采用的直流電源，是將構(gòu)成的單相低頻交流電源電路中，相同方向一組可控硅斷掉構(gòu)成。
專利摘要本實用新型屬于一種硅生產(chǎn)爐,其結(jié)構(gòu)特點是:采用了爐底平車,爐體置于車上,移動車可從而改變電極在爐膛內(nèi)的相對位置,爐內(nèi)安裝一根自焙電極,電極高度由升降機構(gòu)調(diào)節(jié),爐體外安有可繞爐體移動的扒皮車,該爐消耗少,效率高,機械化程度高,適于改造現(xiàn)有設(shè)備,投資少。
文檔編號F27B3/00GK2333993SQ9823741
公開日1999年8月18日 申請日期1998年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月23日
發(fā)明者黃珂寧 申請人:黃珂寧