[发明专利]浸冷式导电横臂

说明书

技术领域

本发明属于冶金设备技术领域，尤其涉及一种在电弧加热的工业电炉上使用的导电横臂。

背景技术

导电横臂作为电弧炉的关键部件，起着支撑并夹持电极的作用，将电能由变压器二次短网经电极传导至炉壳内，在炉料内产生强大的电弧电流，使被熔炼物升温。导电横臂通常安装在支撑立柱上，其前端通过电极夹头夹持电极，使电极在升降过程中准确地保持在电极中心圆的位置上。导电横臂的重量越轻，意味着支撑立柱作升降调节的驱动力相对越小，电极调节导向装置的负荷越小，同时也使支撑立柱的升降调节响应能力得到提高。在电弧炉冶炼过程中，由于电极端部与被熔炼物之间形成大功率的高温电弧，会引起导电横臂强烈电磁振动，因此导电横臂还应具有良好的刚度和强度。为能以最高效率的电弧熔化升温被熔炼物，导电横臂还应具有低的电阻值和电抗值。此外，为适应高温工作环境，导电横臂内部通有冷却水，在设计上应尽可能减少静电尘埃的堆积，以延长导电横臂的寿命。由上可知，电弧炉冶炼工艺对导电横臂的要求是重量轻、刚度好、阻抗小、寿命长。

传统的导电横臂是钢制的，其将支撑电极和导电两种功能分开，支撑功能由安装在支撑立柱上的具有良好刚性的横臂主体来完成，导电功能由安装在横臂主体上的水冷导电铜管来完成。这种类型的导电横臂为满足其导电性能的可行性和安全性，要求导电母线连接工作的热停工时间长、维修效率较低，但是由于导电横臂升降过程中会产生强烈电磁振动，以及工作环境中的粉尘等作用产生的飞弧现象, 容易造成打电击穿、漏水等故障，需停工检修，维修量很大，还增加电能损耗，因此这类导电横臂具有重量大、阻抗高、寿命较短的缺点，同时比较占用空间。

铜钢复合导电横臂是传统全钢导电横臂升级换代的产品，其为矩形桁架式结构，是利用铜钢复合板的外表层铜板导电，从而取消传统导电横臂系统中的导电铜管，将导电横臂的导电和支撑电极两种功能合二为一，这在某种程度上可以减少导电横臂的电阻值和电抗值，改善导电性能，但由于铜钢复合板中的铜板相对较薄，其导电横截面积相对较小，因此电阻值和电抗值仍未得到根本改善，而且铜钢复合板导电横臂的总重量太大，电极调节性能不够灵敏。

全铝合金导电横臂是由铝合金板焊接制成的箱形结构，内部通水冷却，结构简单。由于横臂整体均为全铝合金材质, 与铜钢复合导电横臂相比，导电截面积大，电抗值变小，电导率高，可提高电弧炉的电效率，降低电能损耗。而且铝合金的密度小，重量轻，由于全铝合金导电横臂的总重量减轻，而系统共振频率与电极调节器的灵敏度成正比，降低重量就是提高调节器灵敏度，使电极升降的运动质量及惯性减小，从而大大提高了电极立柱的升降调节响应能力，而电极提升速度提高，消除电弧短路的响应加快，这样可减少电极损耗，实现即提高效率又降低成本。但是铝的熔点较低，横臂顶端受高温火焰和热辐射的影响较大，而且铝的导电性能实质上不如铜的导电性能，为了提高导电性能、保证工作稳定性，就需要使用尺寸较粗的导电横臂，同时为了提高强度，内部还配加强筋，而铝的加工工艺比钢和铜复杂，通常需要使用特殊的焊接加工设备，而且为了防止全铝合金导电横臂被冷却水腐蚀，需用镁合金材料进行电化防腐，以提高板材耐腐蚀能力，防腐材料3～5年更换一次，这不仅直接增加加工制造成本，而且后续维修留下许多问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在电炉上使用的结构简单、强度好、电导率高、维修费用低的浸冷式导电横臂，本发明的浸冷式导电横臂改善了传统的冷却和绝缘方式，实现了节能、安全的目标，使导电横臂结构大大简化，有利于实现电弧炉标准产业化生产。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：浸冷式导电横臂，包括：支撑电极的横臂主体；设置于所述横臂主体前端的导电夹头和电极抱箍，电极由所述导电夹头和电极抱箍固定在横臂主体上；向所述横臂主体内通入冷却水的进水管；将循环冷却水从所述横臂主体排出的出水管；通过安装固定件设置于所述横臂主体内的导电铜排，所述导电铜排从横臂主体后部伸入横臂主体内，其前端与导电夹头相连；所述出水管位于所述进水管上方。

本发明的导电铜排横截面为矩形。

本发明的导电铜排前端部为L形。

本发明的进水管从横臂主体后端伸入至横臂主体内前部；所述出水管设置于所述横臂主体内后部。

本发明的进水管通过安装固定件设置于横臂主体内底壁上，所述出水管设置于横臂主体内顶壁上。

本发明的进水管和所述出水管的中心线位于同一直线上。

本发明的安装固定件为片状体，其上设置有用于固定进水管和出水管的通孔和用于固定导电铜排的卡槽。