一種多電極直流剛玉冶煉爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多電極直流剛玉冶煉爐，包括二次短網(wǎng)、電極和爐體，電極設(shè)置在爐體內(nèi)，二次短網(wǎng)包括軟母線和電極把持器，電極把持器夾裝在電極上，外部變壓器依次通過軟母線與電極把持器為電極供電，其特點(diǎn)是：電極設(shè)有兩組正、負(fù)電極，所有的正、負(fù)電極按環(huán)形均勻分布設(shè)置，并且每組正、負(fù)電極相對設(shè)置，二次短網(wǎng)還包括兩個變流器，每個變流器將一個外部變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成一路獨(dú)立的直流電，每一路變流器輸出的直流電分別通過獨(dú)立的軟母線和電極把持器輸入到一組正、負(fù)電極，經(jīng)由電極輸送到爐體內(nèi)的各路獨(dú)立的直流電用于冶煉剛玉。本實(shí)用新型具有供電平衡性好、爐況穩(wěn)定、功率因數(shù)高、節(jié)能、噪音低、電極消耗少和熔化面積大的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種多電極直流剛玉冶煉爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多電極直流剛玉冶煉爐，主要應(yīng)用于磨料磨具行業(yè)中進(jìn)行剛玉產(chǎn)品冶煉。
【背景技術(shù)】
[0002]多年以來，磨料磨具行業(yè)中進(jìn)行剛玉產(chǎn)品冶煉的剛玉冶煉爐一直采用三相交流供電方式，《金剛石與磨料磨具工程》中的電熔法冶煉剛玉的節(jié)能意見對此作出了清晰的記載:磨料磨具行業(yè)剛玉冶煉爐的各種爐型，包括熔塊爐、傾倒?fàn)t、流放爐以及流放傾倒?fàn)t，都一律采用三電極交流供電結(jié)構(gòu)形式，其冶煉爐分別由爐體、三相電極把持器和二次短網(wǎng)組成，通過三角形布置的三根電極插入爐內(nèi)進(jìn)行剛玉冶煉。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的這種三電極交流剛玉冶煉爐存在如下主要缺點(diǎn):
[0004]1.由于采用三相交流供電，二次短網(wǎng)電抗大、功率因數(shù)低，一般在0.8?0.92之間，如只計(jì)二次側(cè)，功率因數(shù)僅為0.7左右，而且隨著電爐容量增大功率因數(shù)越低，因此現(xiàn)有的三電極交流剛玉冶煉爐電耗高。
[0005]2.由于三相交流電的互感系數(shù)不均勻，產(chǎn)生“弱相”和“強(qiáng)相”功率轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，使得現(xiàn)有的三電極交流剛玉冶煉爐的爐內(nèi)功率長期分布不平衡，冶煉效果和產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。
[0006]3.由三角形布置的三根電極在熔煉中形成的熔池，其呈現(xiàn)為三個圓形相搭接形成的“猴臉狀”熔池，造成了現(xiàn)有的三電極交流剛玉冶煉爐的熔化區(qū)面積小，而這一現(xiàn)象在剛玉冶煉傾倒?fàn)t中尤為明顯，使得生產(chǎn)效率受到影響。
[0007]4.由于交流電存在集膚效應(yīng)，使得電極表面電流密度大、溫度高、電極氧化消耗量大。
[0008]5.由于大容量爐受功率因數(shù)低以及現(xiàn)有石墨電極單根導(dǎo)電能力的限制，使得現(xiàn)有的剛玉冶煉爐最大容量均不超過10000KVA。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種多電極直流剛玉冶煉爐，以克服現(xiàn)有技術(shù)中剛玉冶煉爐的功率因數(shù)低、耗電高、電極消耗量大、熔化區(qū)面積小的問題。
[0010]解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0011]一種多電極直流剛玉冶煉爐，包括二次短網(wǎng)、電極和爐體，所述電極設(shè)置在爐體內(nèi)，所述二次短網(wǎng)包括軟母線和電極把持器，所述電極把持器夾裝在電極上，外部的變壓器依次通過所述軟母線與電極把持器為所述電極供電，其特征在于:所述的電極設(shè)有兩組正、負(fù)電極，所有的正、負(fù)電極按環(huán)形均勻分布設(shè)置，并且每組正、負(fù)電極相對設(shè)置，所述的二次短網(wǎng)還包括兩個變流器，每個變流器將一個外部變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成一路獨(dú)立的直流電，每一路變流器輸出的直流電分別通過獨(dú)立的軟母線和電極把持器輸入到一組正、負(fù)電極，經(jīng)由電極輸送到爐體內(nèi)的各路獨(dú)立的直流電用于冶煉剛玉。[0012]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的電極還設(shè)有一組或者以上的正、負(fù)電極，所述的二次短網(wǎng)增設(shè)相應(yīng)數(shù)量的所述變流器。
[0013]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的多電極直流剛玉冶煉爐還包括升級裝置；所述升級裝置分別連接所述各個電極把持器，用以控制所述各個正、負(fù)電極上下運(yùn)動。
[0014]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述直流電的電流范圍在15000?24000A之間，電壓范圍在150?250V之間。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016]第一，本實(shí)用新型通過兩組正、負(fù)電極向爐體內(nèi)輸送兩路獨(dú)立的直流電，形成近似圓形的熔化區(qū)，以用于冶煉剛玉；由于本實(shí)用新型的冶煉爐采用了直流電供電，而直流電不存在電抗和集膚效應(yīng)，使得冶煉爐的功率因數(shù)得到了很大的提高，電流可以在電極截面內(nèi)均勻分布，電極表面電流密度減少，表面溫度降低，氧化消耗速度減少，從而使電極消耗量下降；并且，作為供電單元的每一組正、負(fù)電極輸出的直流電均是獨(dú)立的，各路直流電互不影響，使得冶煉爐不再出現(xiàn)現(xiàn)有的交流爐三相不平衡的問題；另外，本實(shí)用新型冶煉爐的電弧力F的指向爐體中心(參見圖1)，恰好與交流爐的指向相反，使得熱量得以集中在爐體中心，保護(hù)了外圍爐襯；而且本實(shí)用新型僅采用兩組正負(fù)電極也能獲得比交流爐更大的融化區(qū)面積；所以，本實(shí)用新型具有供電平衡性好、爐況穩(wěn)定、功率因數(shù)高、節(jié)能、噪音低、電極消耗少和熔化面積大的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)試驗(yàn)，其功率因數(shù)可提高至0.9-0.96，噪音<65db ；
[0017]第二，本實(shí)用新型通過增設(shè)一組或者以上的正、負(fù)電極，并相應(yīng)的輸送獨(dú)立的直流電，即可對熔化區(qū)面積進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)大，提高單產(chǎn)，因此，本實(shí)用新型適合于剛玉冶煉爐向大容量方向發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例一
[0023]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一的多電極直流剛玉冶煉爐包括二次短網(wǎng)、電極3、爐體4和升級裝置。爐體4可以是適用于剛玉冶煉的各種爐型，包括熔塊爐、傾倒?fàn)t、流放爐以及流放傾倒?fàn)t；電極3設(shè)置在爐體4內(nèi)，它包括有兩組正、負(fù)電極，所有的正、負(fù)電極按環(huán)形均勻分布設(shè)置，并且每組正、負(fù)電極相對設(shè)置。二次短網(wǎng)包括軟母線、電極把持器2和兩個變流器，電極把持器2夾裝在電極3上，軟母線用于連接變流器與電極把持器2，每個變流器將一個外部變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成一路獨(dú)立的直流電，并且該直流電的電流范圍優(yōu)選在15000?24000A之間，電壓范圍優(yōu)選在150?250V之間。每一路變流器輸出的直流電分別通過獨(dú)立的軟母線和電極把持器2輸入到一組正、負(fù)電極，使得每一組正、負(fù)電極均成為向爐體4內(nèi)輸送直流電的供電單元，因此，本實(shí)施例一通過上述兩組正、負(fù)電極向爐體4內(nèi)輸送入兩路獨(dú)立的直流電，從而形成可用于冶煉剛玉的近似圓形的熔化區(qū)。[0024]上述升級裝置5分別連接各個電極把持器2，使得在冶煉過程中，上述各個電極把持器2連同正、負(fù)電極可以根據(jù)工藝要求通過升級裝置5來上下移動。
[0025]實(shí)施例二
[0026]如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例二的多電極直流剛玉冶煉爐與實(shí)施例一基本相同，它們的區(qū)別在于:本實(shí)施例二的電極3增設(shè)有一組正、負(fù)電極，而二次短網(wǎng)也相應(yīng)增設(shè)有一個變流器。本實(shí)施例二通過多增設(shè)一組正、負(fù)電極，即可相較于實(shí)施例一擴(kuò)大上述熔化區(qū)的面積。本實(shí)施例二的工作原理與使用方式與實(shí)施例一相同，在此不再贅述。
[0027]本實(shí)用新型不局限與上述【具體實(shí)施方式】，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實(shí)用新型還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。例如，本實(shí)施例二還可以通過增設(shè)更多的正、負(fù)電極，并相應(yīng)的輸送獨(dú)立的直流電，實(shí)現(xiàn)熔化區(qū)面積的進(jìn)一步擴(kuò)大。
【權(quán)利要求】
1.一種多電極直流剛玉冶煉爐，包括二次短網(wǎng)、電極(3)和爐體(4)，所述電極(3)設(shè)置在爐體(4)內(nèi)，所述二次短網(wǎng)包括軟母線和電極把持器(2)，所述電極把持器(2)夾裝在電極(3)上，外部的變壓器依次通過所述軟母線與電極把持器(2)為所述電極(3)供電，其特征在于:所述的電極(3)設(shè)有兩組正、負(fù)電極，所有的正、負(fù)電極按環(huán)形均勻分布設(shè)置，并且每組正、負(fù)電極相對設(shè)置，所述的二次短網(wǎng)還包括兩個變流器，每個變流器將一個外部變壓器輸出的交流電轉(zhuǎn)換成一路獨(dú)立的直流電，每一路變流器輸出的直流電分別通過獨(dú)立的軟母線和電極把持器(2)輸入到一組正、負(fù)電極，經(jīng)由電極(3)輸送到爐體(4)內(nèi)的各路獨(dú)立的直流電用于冶煉剛玉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電極直流剛玉冶煉爐，其特征在于:所述的電極(3)還設(shè)有一組或者以上的正、負(fù)電極，所述的二次短網(wǎng)增設(shè)相應(yīng)數(shù)量的所述變流器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多電極直流剛玉冶煉爐，其特征在于:所述的多電極直流剛玉冶煉爐還包括升級裝置(5);所述升級裝置(5)分別連接所述各個電極把持器(2)，用以控制所述各個正、負(fù)電極上下運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多電極直流剛玉冶煉爐，其特征在于:所述直流電的電流范圍在15000?24000A之間，電壓范圍在150?250V之間。
【文檔編號】C01F7/02GK203561217SQ201320758964
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】何剛峰 申請人:佛山市順德區(qū)萬締福電器有限公司