專利名稱：直流電弧爐鑄鋼水冷底陽(yáng)極裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電冶金行業(yè)，尤其是直流電弧爐水冷底陽(yáng)極裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中水冷底陽(yáng)極是單電極直流電弧爐底電極的一種型式。中國(guó)實(shí)用新型專利ZL91206985、6，ZL92231911、1，是銅鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電鋼棒與銅導(dǎo)電體之間采用焊接或螺紋連接。用爐底法蘭上的緊固螺釘將底電極固定在爐底位置，螺釘與底電極之間襯有絕緣材料。這種固定型式很大程度上是依靠底電極柱體與爐底耐火材料之間的粘結(jié)力。由于各種原因，底陽(yáng)極容易松動(dòng)，僅靠緊固螺釘難以承受底陽(yáng)極系統(tǒng)的重力而造成底陽(yáng)極脫落事故。螺紋連接處也容易松動(dòng)，產(chǎn)生局部電流密度過(guò)大而燒毀電極。這種電極加工工藝復(fù)雜，成本也高。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種直流電弧爐鑄鋼水冷底陽(yáng)極，并配備彈性托架。這種電極在使用過(guò)程中，能根據(jù)自身需要在一定范圍內(nèi)自動(dòng)開(kāi)降以延長(zhǎng)電極的使用壽命。制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，安全可靠。
本實(shí)用新型直流電弧爐鑄鋼水冷底陽(yáng)極裝置是由底陽(yáng)極本體、接線盤(pán)、檔圈、絕緣管、絕緣環(huán)、緊固螺母、密封膠圈、帶有進(jìn)出水管的端蓋、測(cè)溫?zé)犭娕?、爐底法蘭盤(pán)、帶有定位凸臺(tái)的雙頭螺栓、墊片、螺母、托盤(pán)和上、下彈簧組成，底陽(yáng)極本體和接線盤(pán)整體鑄造成型，并有軸向測(cè)溫?zé)犭娕紲喜邸６松w有內(nèi)螺紋與底陽(yáng)極本體外螺紋匹配。端蓋上有一根進(jìn)水管，兩根出水管，旋緊端蓋時(shí)，進(jìn)水管直通底陽(yáng)極本體內(nèi)腔頂端，留有一定間隙。托盤(pán)上鑄有中心孔和對(duì)稱筋板的圓環(huán)，在圓環(huán)上有若干通孔，其直徑與雙頭螺栓圓柱直徑相配合。中心孔裝設(shè)帶沿的絕緣管，絕緣管內(nèi)徑與底陽(yáng)極本體下部圓管外徑相配合。插在托盤(pán)中心孔內(nèi)的底陽(yáng)極通過(guò)絕緣管和絕緣環(huán)與托盤(pán)之間絕緣，用緊固螺母將底陽(yáng)極與托盤(pán)連為一體。底陽(yáng)極本體的固定形式為彈性吊掛結(jié)構(gòu)。將雙頭螺栓穿進(jìn)固定有底陽(yáng)極的托盤(pán)圓環(huán)通孔，穿過(guò)托盤(pán)的螺栓上下各套有一個(gè)彈簧，使托盤(pán)處于上下彈簧之間，上彈簧被雙頭螺栓上設(shè)有的凸臺(tái)定位，下彈簧底部的螺紋處用螺母壓緊。爐底法蘭盤(pán)焊接爐底鋼板中心，爐底鋼板中心開(kāi)有大于底陽(yáng)極本體鋼棒直徑的孔。將底陽(yáng)極本體鋼棒垂直向上插入爐底法蘭中心和鋼板預(yù)留孔，托盤(pán)上的雙頭螺栓上部插入爐底法蘭對(duì)應(yīng)的邊孔。其插入深度受雙頭螺栓的凸臺(tái)限定，用螺母緊固，雙頭螺栓數(shù)量大于四根。隨著直流電弧爐噸位的增加，可以隨之改變底陽(yáng)極本體導(dǎo)電鋼棒的直徑，長(zhǎng)度及外形構(gòu)造，也可以增加底陽(yáng)極裝置的數(shù)量。彈性托架的雙頭螺栓數(shù)量及其它結(jié)構(gòu)參數(shù)隨底陽(yáng)極系統(tǒng)重量變化。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；拆裝方便；整體強(qiáng)度高；剛性好；壽命長(zhǎng)；成本低、安全可靠?？梢栽诓煌瑖嵨坏闹绷麟娀t應(yīng)用。
結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明并提供如下實(shí)施例。


圖1是直流電弧爐鑄鋼水冷底陽(yáng)極裝置正視圖。
圖2是托盤(pán)的俯視圖。
1、底陽(yáng)極本體 2、底陽(yáng)極水冷空腔 3、測(cè)溫?zé)犭娕?、爐底鋼板 5、接線盤(pán) 6、檔圈 7、絕緣管8、絕緣環(huán) 9、緊固螺母 10、出水管 11、密封膠圈12、端蓋 13、進(jìn)水管 14、爐底法蘭盤(pán) 15、螺母16、墊片 17、雙頭螺栓 18、上彈簧 19、托盤(pán)20、下彈簧 21、平墊實(shí)施例1按附圖給出的形狀，采用熔點(diǎn)較高，導(dǎo)電性較好的低碳鋼將底陽(yáng)極本體(1)，整體澆鑄成型，機(jī)械加工接線盤(pán)(5)下面的導(dǎo)電面，與絕緣管(7)內(nèi)徑相配合的底陽(yáng)極本體(1)外徑，以及加工與緊固螺母(9)和端蓋(12)連接的外螺紋。端蓋(12)及進(jìn)水管(13)、出水管(10)另加工，底陽(yáng)極本體(1)直徑隨不同功率的直流電弧爐而改變，一般按0.4－0.8A／mm2的額定電流密度計(jì)算。接線盤(pán)(5)以下部位因沒(méi)有電流通過(guò)，結(jié)構(gòu)尺寸基本不變。底陽(yáng)極本體(1)總長(zhǎng)度一般在900－1400mm之間。底陽(yáng)極本體(1)的導(dǎo)電鋼棒直徑一般不超過(guò)160mm。導(dǎo)電鋼棒外側(cè)的熱電偶(3)槽尺寸按熱電偶保護(hù)套管外徑設(shè)計(jì)，裝好套管不高于導(dǎo)電鋼棒外徑為好。熱電偶(3)的測(cè)溫點(diǎn)即開(kāi)槽的上止點(diǎn)?？砷_(kāi)2－3條槽，埋設(shè)2－3根熱電偶(3)以監(jiān)測(cè)不同高度的底陽(yáng)極導(dǎo)電鋼棒溫度，設(shè)置報(bào)警溫度安全使用水冷底陽(yáng)極。底陽(yáng)極水冷空腔深入爐底100－200mm，測(cè)溫點(diǎn)可設(shè)在水冷空腔頂面以上50、100、150mm。接線盤(pán)(5)的水冷電纜連接孔中心距隨底陽(yáng)極本體(1)的導(dǎo)電水冷段直徑變化，一般為230－340mm，與端蓋(12)連接的螺紋尺寸為M60×3，進(jìn)水管(13)直徑為20mm，出水管(10)直徑為15mm，進(jìn)水壓力0.2－0.4MPa，水流量6－20Nm3／h。進(jìn)出水管(13)(10)和端蓋(12)分別加工后焊為一體。端蓋(12)旋緊在底陽(yáng)極本體(1)上，其進(jìn)水管(13)上端距水冷空腔頂面留有10－20mm間隙。雙頭螺栓(17)螺紋為M36，柱面直徑∮40mm，總長(zhǎng)度為500－600mm，數(shù)量隨底陽(yáng)極系統(tǒng)重量而定，按每根吊掛50Kg重量考慮，最少四根，成偶數(shù)增長(zhǎng)，即4、6、8根……。彈簧(18)(20)長(zhǎng)度80－140mm，內(nèi)徑≥雙頭螺栓(1)柱面直徑，單只彈力范圍2～6×102N，以在正常使用狀態(tài)下，包括鋼水靜壓力在內(nèi)的整個(gè)底陽(yáng)極系統(tǒng)，重量在下彈簧(20)×數(shù)量的彈性限度范圍內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)。絕緣管(7)和絕緣環(huán)(8)材質(zhì)可用尼龍－6、玻璃鋼等，托盤(pán)(19)采用低合金鋼鑄造為毛坯，機(jī)械加工中心孔內(nèi)徑與平面，加工外環(huán)上與雙頭螺栓(17)柱面配合的通孔。爐底法蘭盤(pán)(14)用低合金鋼鑄造成型，機(jī)械加工邊孔，其數(shù)量與托盤(pán)(19)外環(huán)孔數(shù)及雙頭螺栓(17)數(shù)相同，孔的圓周角分布相同，孔中心距與托盤(pán)(19)外環(huán)孔中心距相同，以保證吊掛固定時(shí)的同心度。
以單底陽(yáng)極式直流電弧爐為例，將爐底法蘭盤(pán)(14)按圖1所示焊接在爐底鋼板(4)的中心，并在爐底鋼板(4)中心開(kāi)出規(guī)則圓孔。圓孔直徑大于底陽(yáng)極本體(1)鋼棒直徑50－60mm。在托盤(pán)(19)中心孔鑲裝絕緣管(7)。底陽(yáng)極本體(1)從下部套上檔圈(6)后，垂直插入絕緣管(7)，使底陽(yáng)極本體(1)借助于檔圈長(zhǎng)座在絕緣管(7)帶沿一側(cè)的平面上，露出托盤(pán)(19)下平面的底陽(yáng)極本體(1)套上絕緣環(huán)(8)，用緊固螺母(9)壓緊，使底陽(yáng)極本體(1)與托盤(pán)(19)通過(guò)絕緣層結(jié)為一體。壓緊底陽(yáng)極本體(1)時(shí)，注意使接線盤(pán)(5)上的接線孔與托盤(pán)(19)邊孔錯(cuò)開(kāi)，以使水冷電纜從托盤(pán)(19)的空洞向上插入接線盤(pán)。將端蓋(12)內(nèi)墊入密封膠圈(11)旋緊在底陽(yáng)極本體(1)上。將所有的雙頭螺栓(17)套上上彈簧(18)穿入托盤(pán)(19)的邊孔，再套下彈簧(20)，加平墊(21)用螺母(15)壓住。將底陽(yáng)極本體(1)垂直向上插入爐底法蘭盤(pán)(14)和爐底鋼板(4)的預(yù)留孔，雙頭螺栓(17)上頭分別插入爐底法蘭盤(pán)(14)邊孔，加墊片(16)用螺母(15)緊固，把托架連同底陽(yáng)極懸吊在爐底法蘭盤(pán)(14)上。對(duì)所有雙頭螺栓(17)的螺母(15)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整，保持托盤(pán)(19)水平懸置在雙頭螺栓(17)上的上下彈簧(18)(20)之間，使托盤(pán)連同底陽(yáng)極可隨重力變化在一定范圍內(nèi)垂直運(yùn)動(dòng)，徑向呈剛性。底陽(yáng)極固定完畢，即可按標(biāo)準(zhǔn)砌筑或打結(jié)爐底耐火材料，底陽(yáng)極本體(1)導(dǎo)電鋼棒略高出爐底耐火材料20－30mm。
實(shí)施例2較大噸位直流電弧爐可用2－3套本實(shí)用新型系統(tǒng)。底陽(yáng)極本體導(dǎo)電鋼棒最大不超過(guò)160mm為易。其他同實(shí)施例1。
權(quán)利要求1.一種直流電弧爐鑄鋼水冷底陽(yáng)極裝置，其特征在于它是由底陽(yáng)極本體、接線盤(pán)、檔圈、絕緣管、絕緣環(huán)、緊固螺母、密封膠圈、帶有進(jìn)出水管的端蓋、測(cè)溫?zé)犭娕?、爐底法蘭盤(pán)、帶有定位凸臺(tái)的雙頭螺栓、墊片、螺母、托盤(pán)和上、下彈簧組成，底陽(yáng)極本體和接線盤(pán)整體鑄造成型，并有軸向測(cè)溫?zé)犭娕紲喜邸?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電弧爐鑄鋼水冷底陽(yáng)極裝置，其特征在于插在托盤(pán)中心孔內(nèi)的底陽(yáng)極通過(guò)絕緣管和絕緣環(huán)與托盤(pán)之間絕緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電弧爐鑄鋼水冷底陽(yáng)極裝置，其特征在于底陽(yáng)極本體的固定形式為彈性吊掛結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電冶金行業(yè)的直流電弧爐用水冷底陽(yáng)極裝置。它是由底陽(yáng)極本體、擋圈、絕緣管、絕緣環(huán)、緊固螺母、有進(jìn)出水管的端蓋、爐底法蘭盤(pán)、雙頭螺栓、螺母、墊片、上下彈簧、托盤(pán)、測(cè)溫?zé)犭娕?、密封膠圈組成。底陽(yáng)極本體整體鑄鋼成型，固定形式為彈性吊掛結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體強(qiáng)度好，軸向可隨重力變化在彈性范圍內(nèi)自由升降，徑向剛性好，安全可靠，使用壽命長(zhǎng)，成本低，拆裝方便，適用于中下噸位的直流電弧爐。
文檔編號(hào)H05B7/00GK2184910SQ9422507
公開(kāi)日1994年12月7日 申請(qǐng)日期1994年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月13日
發(fā)明者謝力, 徐延軍, 呂英華 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鞍山熱能研究院