[发明专利]具有电弧偏转控制的直流电熔炼炉

说明书

本发明涉及具有电弧偏转控制的直流电熔炼炉。

更确切地说，本发明涉及一种能使直流电熔炼炉根据熔炼操作期间时时产生的需要而对电弧的位置进行非常精确地控制和调整的系统。

在直流电熔炼炉中，电弧产生在基本上是中心位置的上部电极与位于炉膛的下部电极系统之间。

第一种型式的下部电极系统包括所谓的导电炉膛，其内的直流电流穿过一层附加的耐火材料或代之以导电材料到达碎料或炉内熔槽，然后向金属板放电，再从该处流到整流器和变压器。

另一个实施例是所谓的单线型下部电极系统，其内的电流从底部电极流出，穿过熔槽和/或碎料后，经电弧流向上部电极。

具有导电炉膛的实施例带来的问题是：电流流过整个炉膛，从而要求对全部炉膛表面能进行连续的温度控制和对很宽广表面起作用的冷却装置。

炉膛的局部磨损导致底部厚度的变化，从而引起耐火材料传导率的变化，使得电流分布不平衡，这些平衡又导致电弧的偏转。

面对这个事实需要对炉膛的情况进行经常性的管理和包括经常性的停机处理和支出高的维护费用。

导体本身和金属物质在炉内粘结产生了变形，它影响运行和电弧的位置。

此外，上述的这些实施例具有的共同特点是在炉底上有单一电极，因而它不可能去控制随机的和不能控制的电弧偏转，这些偏转通常是由炉外导体系统所产生的磁场干扰引起的。

再有，这些实施例对于特定的工作状态下的要求，它们不能使电弧指向炉内的所要区域。

先有技术的描述包括其内含有一组多个底部电极的熔炼炉，由这些底部电极以两个、四个或更多个构成一组很好地排列着。

先有技术的描述还包括在控制能力方面，这些底部电极分别提供给特定的馈电单元，这种单元对每个底部电极来说包括至少一台变压器和至少一组可控硅整流器组件。

如在专利文件DE-A-4，035，233、DE-A-4，118，756、EP-A-0225200和EP-A-0474883中所公开的那样，这种结构借助各自调节装置可使上部电极与下部电极之间放电电弧的偏转能够得到较好的控制。

但是，先有技术所描述的熔炼炉既不能令人满意地解决非常精确地控制电弧垂直定位的问题，也不能解决电弧指向炉内所需区域的问题，这是因为控制的实施是由一个开环控制系统来进行的，还因为熔炼炉尚未能有效地解决消除磁场干扰的问题，这种干扰是由炉外导体的感应磁场造成的。

对先有技术叙述中的后一问题已经通过各种系统予以解决了。

第一个系统，例如在专利文件EP-A-0258101所公开的，在于将连接到底部电极的导体按以下方式安置，例如每个电极用两个导体，由这两个导体中的第一个导体产生的磁场影响着炉内一个正好确定了的区域，而另一个导体产生的磁场影响炉内的其它区域，这样，力图平衡和抵消这些磁场的影响。但是，这个系统很难建立和调整，也不能得到预定的结果。

第二个系统，已在专利文件EP-A-0258101中公开了，在于在炉膛周围或下方设置一个线圈，用以产生磁场，以按所需的方式平衡或不平衡由导体产生的磁场，从而抵消它们的影响和防止电弧的偏转。但是，该系统也难于建立，也得不到预定的结果，因此还会引起不应有的能量耗的增加，明显地限制了在上部和下部区域内在熔炼炉上进行工作时所需用的空间。

此外，所有系统都力图减少常与底部电极有关的骚扰，但未考虑连接到上部电极的导体所产生的骚扰，也未考虑到在设备中使用的（工在炉子附近的）金属物质所产生的骚扰。

本申请人设计、测试和实施本发明可克服上述先有技术现状中的缺点并进一步发扬其优点。