專利名稱：直流加熱冶金容器的爐底電極的制作方法
技術領域：
本發明涉及直流加熱冶金容器的一種爐底電極。該冶金容器特別適用于制造鐵合金，其金屬外殼襯有耐火材料。
用直流電工作的容器，如熔爐、罐等，除了有伸入容器內的棒狀電極通常作陰極外，還有裝在底部或底部區域內的陽極。這種接觸裝置所尋求的目標，是在冶金容器內的金屬熔池的周圍建立陰極接觸。陽極采用穿過容器底部的金屬棒， 或者采用亦能導電的耐火搗料(Stampfmassen)或磚。這樣我們就從專利文獻DE3107454A1看到了沿罐的外緣在一個公共圓上設置成環形或弧形的接觸裝置。這種接觸裝置所連接的是也能占用較小一部分容器底的導電襯墊。
對于從該專利文獻所看到的爐底電極來說，只是一部分容器底構成了電極。此外，已知的這種電極只適用于較小的容器，這是因為尤其在容器較大時不能預期底部熱膨脹是均衡的。
還從DE3534750C2得知一種電熱熔爐特別是直流電弧爐的爐底。在該專利中，發明者建議至少電加熱熔爐的中央區域要有用作電極的導電材料層，而且在這種場合下使用高熔點非金屬材料。該專利未說明饋電線和導電底板之間應如何實現接觸。
本發明的任務是提供一種直流加熱冶金容器的爐底電極，用以保證面積盡可能大的電接觸，并同時保證熔池與位于容器底部的電極裝置之間可靠的電流傳輸，而饋電線不受耐火襯墊熱負載的影響。
本發明這樣來達到目的安置于容器內室冶金容器耐火側壁下面的底板由導電耐火材料構成；導電底板的周邊上環繞有金屬板；各金屬板連接至由金屬外殼引出爐缸的導電棒；金屬板及導電棒由電絕緣層與金屬外殼隔離。
依據發明，配置在耐火側壁下面的冶金容器底由導電材料構成。容器底的周圍配有金屬板，它們各自與伸出爐缸的電接點連接。各金屬板接連排列而構成與中心軸平行的接觸板環。該接觸板環無縫隙地靠著導電底板的外緣，因而處在可靠地傳輸電流的狀態。在金屬板上緊密地安裝與其相接的棒狀構件，這些構件以輻射狀穿過容器壁而向外引出，并在外面連接一匯流線。由于耐火材料的熱膨脹，實現了與最好用銅制造的金屬板的可靠接觸。在底部內襯內的接觸板通過隔絕空氣來防止銹蝕。
通過底部采用導電耐火材料實現了金屬熔池與銅板之間的高效率接觸。通過將整個電極設置在熔池之下做到了接觸在最大程度上不受填充系數(Fuellgrad)的影響。這一點在所要生產的眾多金屬的電導率很不相同時在生產工藝技術上起到顯著的積極作用。這里把爐底電極接成陽極，因而電流的流通促進了熔池受熱產生的流動。
一種進一步的改進是一半金屬板連接單獨的一根導線。如若用電弧作電能傳輸，這種方法便避免了伸入冶金容器的電極與連接導電容器底的金屬熔池之間不可控制的電弧偏轉。
建議把用作結構材料的約含15％碳的精制鎂磚(Feinmagnesitstein)作為爐底電極材料。這種材料的熱導率低而電導率高。此外，它對要在冶金容器中制備或熔煉的一系列合金，尤其對鐵合金是化學穩定的。
但是，也可以用大型板狀碳磚作爐底電極，此外，建議用搗料制作容器底，這時可通過增加金屬夾雜物對這種搗料的電導率產生良好影響。
導電耐火材料制成的電極是在受保證的狀態下安裝在冶金容器耐火側壁的下面。金屬外殼和爐底電極之間有緩沖與絕緣料，它為使接觸可靠，把金屬板壓在爐底電極的周邊上而不損壞耐火材料。
為避免不確定的電流流過爐缸的金屬外殼，將電流從耐火爐底電極傳輸到饋電線的金屬部是對金屬容器隔離而不通電的。
為能在饋電線與連接導電板的棒之間無損害地承受任何移動，這些連接線被安排成柔性電纜。
實施本發明的示例見圖所示，并將在后文中加以介紹。所示為
圖1為冶金容器截面圖。
圖2為導電零部件電路。
圖1示出爐缸10，其中插入一接成陰極的棒狀電極21。爐缸10有金屬外殼11，并具有耐火側壁12和耐火爐底13。緊靠耐火側壁12的下面裝有耐火材料制成的爐底電極22。在圖的左部，爐底電極22用搗料23制造。在本示例中，搗料23中有金屬夾雜物27。在圖的右側，爐底電極被繪成碗形，另外是由兩層磚24和28所構成。
在爐底電極22的周邊上裝有金屬板25，它們通過緩沖材料26支撐在金屬外殼11上。金屬板25上固定有導電棒31，它穿過緩沖材料26和金屬外殼引出容器10。同時，導電棒31有一絕緣體32用于隔斷電流。導電棒31經由柔性電纜35與一饋電線33或34連接。陰極21和陽極22連接由整流器36、變壓器37和扼流圈38構成的供電設備。
圖2概略示出靠在爐底電極22上的各個金屬板25與接成陰極的棒狀電極的電路。在上圖中，各個金屬板25分成兩半，使半個容器11的相鄰金屬板25經由導電棒31連接第一饋電線33，而另一半以同方式連接饋電線34。在下圖中，各相鄰金屬板分別連接饋電線33或饋電線34。
明細表10爐缸11金屬外殼12耐火側壁13耐火底板14支撐磚20電極21棒狀電極(陰極)22爐底電極(陽極)23搗料24磚25金屬板26緩沖和絕緣料27金屬夾雜物28第二耐火層30導電件31導電棒32電絕緣33第一半饋電線34第二半饋電線35柔性電纜36整流器37變壓器38扼流圈I中軸
權利要求
1.直流加熱冶金容器的爐底電極，該容器特別用于制造鐵合金，具有內襯耐火材料的金屬外殼。其特征是安置于容器內室而裝在冶金容器(10)耐火側壁(12)下面的底板(22)由導電耐火材料構成；導電底板(32)的周邊上環繞有金屬板(25)；各金屬板(25)連接至由金屬外殼(11)引出爐缸(10)的導電棒(31)；金屬板(25)及導電棒(31)由電絕緣層(32)與金屬外殼隔離。
2.權利要求1所述的爐底電極，其特征是，金屬板(25)由銅制成，并呈L形截面，其一個臂指離爐子中心點。
3.權利要求1所述的爐底電極，其特征是，導電耐火材料(22)為燒制的鎂磚，其碳含量為10％至20％。
4.權利要求1所述的爐底電極，其特征是，在導電底板(22)和容器金屬外殼(11)之間安置有耐火的緩沖和絕緣料(26)。
5.權利要求4所述的爐底電極，其特征是，導電底板(22)呈碗形，由一耐火環所環繞，該環裝在緩沖和絕緣料(26)與碗形爐底電極(24)之間構成支撐磚。
6.權利要求1所述的爐底電極，其特征是，容器底的導電耐火材料(22)由一種耐火搗料(23)構成。
7.權利要求6所述的爐底電極，其特征是，耐火搗料(23)包含金屬夾雜物(27)。
8.權利要求7所述的爐底電極，其特征是，金屬夾雜物(27)放射狀地向導電底板(23)的周邊延伸時金屬含量增大。
9.上述權項中任一項所述爐底電極，其特征是，金屬板(25)的數量分成兩半，各有一半金屬板連接一根在外面環繞爐紅(10)的饋電線(33，34)。
10.權利要求9所述的爐底電極，其特征是，各有一半金屬板的饋電線(33，34)引到供電設備(36，37，38)。
11.權利要求9所述的爐底電極，其特征是，在連接金屬板(25)的導電棒(31)與饋電線(33或34)之間安置有柔性電纜(35)。
全文摘要
本發明涉及一種特別用來制造鐵合金的直流加熱冶金容器的爐底電極，該容器的金屬外殼襯有耐火材料。為了在熔池與容器底爐的電極裝置之間保證面積盡可能大的電接觸和可靠的電流傳輸而電流饋線又不受耐火襯墊熱負載的影響，本發明建議，安置于容器內室并裝在冶金容器(10)耐火側壁(12)下面的底板(22)由導電耐火材料構成；導電底板(22)周邊環繞金屬板(25)；各金屬板(25)與經由金屬外殼(11)引出爐缸(10)的導電棒(31)相連；金屬板(25)及導電棒(31)通過電絕緣料(32)與金屬外殼(11)隔離。
文檔編號F27D11/08GK1147277SQ95192838
公開日1997年4月9日 申請日期1995年3月29日 優先權日1994年3月30日
發明者黑茲·斯塔克, 赫里伯特·考尼格 申請人:曼內斯曼股份公司