[实用新型]直流电弧钢包炉底部电极

说明书

本实用新型为钢液精炼过程的加热装置的底部电极装置。

近几十年来，现代电弧炉技术发展已形成超高功率电弧炉-炉外精炼-连铸的短流程。为了提高钢的品种、质量，氧气顶吹转炉钢液亦需要进行炉外精炼，因此，亦有发展顶氧转炉-炉外精炼-连铸的工艺流程的趋势。在炼钢过程中，炉外精炼技术已成为炼钢技术发展的重要环节。

炉外精炼过程的加热方式，主要包括SKF,LF,VHD等钢包精炼炉的三相交流电弧加热，还有顶部为双电极的直流电弧钢包加热，等离子体电弧加热等。当前，精炼炉的加热最成熟的还是三相交流电弧加热。由于钢包直径小，三根石墨电极布置的极心园的存在，则电极与包衬间距较小，且三相交流电弧间相互作用造成偏弧，更加剧了电弧对包衬的辐射和温度分布不均匀的状况，因此，精炼炉钢包衬的寿命较低，一般仅为30～40炉。三相交流电弧加热的主要技术问题，包括单位输入功率低，石墨电极直径小而电流密度大，必须选择优质石墨电极，加热过程中的热损失较大，热效率约为30～45％，升温速度慢其净升温仅为1.5～3℃/min左右，钢液温度分布不均匀。

直流电弧加热技术主要是采用顶部双电极，极心间距比三相交流电弧极心园直径小，仍成为限制直流电弧单位输入功率水平提高的重要因素，为了提高其加热功率只好改造园形钢包为椭园钢包，顶部双电极加热仍为钢液表面加热，其加热效率较低，钢包内钢液温度分布不均匀，必须采用底吹氩技术促使其温度均匀。直流电弧炉合理的加热方式是采用顶部电极和底部电极的形式。由于钢包精炼炉是经常移动位置的，钢包更换频繁，运转周期短和数量多，为钢包精炼炉设置底部电极造成极大的困难，因此，限制了直流电弧钢包炉的发展。

德国专利专利号DE3817379,1988年5月申请，名称为“APPARATUSFOR THERMAL TREATMENT 0F A METALLC MELT”，“金属溶液的热量传递的装置”，即直流钢包精炼炉的加热装置，该专利提供了一种直流电弧底电极的装置，两部分底电极设置在钢包下部的两侧，其电极接触方式两侧是不同的，第一种接触装置为固定在钢包壁的石墨接触板与可移动的石墨接触板连接，第二种接触装置为石墨棒与导电槽内充满的石墨粉的接触连接构成完正的底电极。该装置的缺点是结构复杂，电极接触部分均采用石墨材料，由于通电后接触部分产生高温，石墨电极极易氧化损失和机械损失，石墨粉槽为开口形式的，极易混入杂质和氧化，增加电阻而引起附加的电损失，因此，接触板为易损件。由于采用水平推动一侧的接触板，易产生钢包位移，因此，而继选用第二种软接触装置，从而造成底部电极结构复杂，应用极为不便，该装置在工业中尚未见到应用。

虽然，水冷金属等离子体钢包加热技术已经用于冶金工业，由于设置底部电极的技术困难，则仍采用顶部双电极，其缺点是加热效率偏低，水冷金属等离子体发生器装置中的金属电极使用寿命低，故该技术未得到推广应用。

石墨直流氩弧加热技术，采用有中心孔的石墨电极，通入氩气形成压缩电弧，电弧稳定、不偏移，该技术具有电流密度大，能量集中、温度高，弧径小等特点，其加热效率和电效率高，在氩气保护下加热钢液，可提高合金回收率和提高钢的质量。但是，该技术由于底部电极装置的技术难题，尚未出现这种类型的钢包精炼炉。

本实用新型目的是为直流电弧钢包精炼炉采用顶部和底部电极加热技术，提供一种可分离的底电极，利用液压和弹簧装置将分离的电极的两个部分，通过导电接触装置连结起来。该装置具有接触电阻小，电流密度大，电极接触处温升小，运行灵活、安全、使用寿命长等特点。分离电极操作简便，稳定，快捷，准确。采取对称布置电源连线，从而消除偏弧。应用本实用新型底电极可提高钢包炉的单位输入功率，提高钢液加热和升温速度，提高生产率，提高包衬使用寿命，降低石墨电极消耗，降低运行费用，适应炼钢连铸生产线的需要。

本实用新型技术方案示于图1，包括钢包壳(5)、包盖(19)，顶部石墨电极(20)，底部电极装置(2),(3)，钢包耐火材料衬(6)，浇注水口砖(16)，底部吹氩装置(17)，钢包底部耐火材料衬(18)，钢包耳轴支承架(4)，钢包底座(1)。顶部石墨电极有贯通的中心孔(20)，底部电极是可分离为前导电电极装置(3)、导电接触装置(10)和后导电电极装置(2)；前导电电极装置置于钢包衬或底衬内，导电接触装置固定在钢包壳侧壁或底部壳体，后导电电极装置固定在钢包底座或钢包车的座架上。