〔12〕发明专利申请公开说明书
[21]申请号91108582.3
[11]公开号CN 1059594A
[51]Int.CI5
F27B 3/08
〔43〕公开日1992年3月18日[22]申请日91.9.2
[30]优先权
[32]90.09.03 [33]EP [31]90116866.6[71]申请人亚瑞亚·勃朗勃威力有限公司
地址瑞士巴登[72]发明人S·-E·斯滕克费斯特
[74]专利代理机构中国专利代理有限公司
代理人李恩泰
权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页
[54]发明名称
直流电弧炉
[57]摘要
就一种直流电弧炉来说，使电弧在分布于下炉缸下面的大电流输送线(18)作用下在远离供电装置(19)方向偏转。这使一部分下炉缸壁热过载。要是将炉衬层设置成，使其在对供电装置(19)张开的第一扇区由一种材料构成，该材料的电导率低于第二扇区(22)的炉衬层，则电弧就重新对称燃烧。此外，由此就可使不同的炉衬层形成有针对性地偏转电弧。
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权 利 要 求 书
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1、直流电弧炉，该炉具有一个用一种金属外壳(2)围绕的下炉缸(1)；具有至少一个作为阴极连接的电极(3)，还有至少一个导电炉底，炉底包括一层或多层炉衬(7a，7b，7c)，炉衬层具有导电砖(8a，8b，8c)或其他作用相同的炉料，上述炉衬层放置在覆盖大部分底部的接触板(9)上，该接触板形成作为阳极连接的导电炉底，并且放置在一个底板(12)上，所述接触板(9)设有多个连接附件(10)，穿过底板(12)上的孔(11)，并且经电线(18)与一个设置在下炉缸附近的供电装置(19)相连接，其特征在于，为了有针对性地偏转电弧，使炉衬层(7a，7b，7c)的一个或多个区段(21，23，21，25)用一种材料组成，该材料具有的电导率低于其余区段(22)的炉衬层。
2、按权利要求1的电弧炉，其特征在于，炉衬层（7a，7b，7c）在其朝向供电装置（19）的区段（21）至少有一部分由一种材料制成，该材料具有的电导率低于其余区段（22）的炉衬层。
3、按权利要求2的电弧炉，其特征在于，炉衬层（7a，7b，7c）在朝向供电装置（19）张开的一个第一区段（21）由一种材料制成，该材料具有的电导率低于第二区段（22）的炉衬层。
4、按权利要求3的电弧炉，其特征在于，第一区段（21）的张开角（α）是在20°与180°之间，最好是在45°与90°之间。 5、按权利要求2至4中任一项的电弧炉，其特征在于，第一区段或扇区（21）内的炉衬层（7a，7b，7c）的电导率至少25%低于另一区段或扇区（22）的炉衬层（7a，7b，7c）。
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6、按权利要求1或2具有一个偏置底部放液口（5）的电弧炉，其特征在于，底部放液口（5）区内的炉衬层具有低于其余区内的电导率。 7、按权利要求1或2连续装用海绵状铁或废铁的电弧炉，其特征在于，在装料区（25）内的炉衬层具有的电导率低于其余区内的炉衬层。 8、按权利要求1至7中任一项的电弧炉，其特征在于，炉衬层由一层或多层砖（14）组成，砖含有石墨，硼化物或作为电导体的金属，或由至少部分包封金属的砖组成。
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说 明 书
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直流电弧炉
本发明涉及一种直流电弧炉，该炉具有一个用一种金属外壳围绕的下炉缸，具有至少一个作为阴极连接的电极，还有至少一个导电炉底，炉底包括一层或多层炉衬，炉衬具有导电砖或其他作用相同的炉料，上述炉衬层放置在覆盖大部分底部的接触板上，该接触板形成作为阳极连接的导电炉底，并且放置在一个底板上，所述接触板设有多个连接附件，穿过底板上的孔，并且经电线与一个设置在下炉缸附近的供电装置相连接。
本发明涉及的现有技术，例如是由美国专利说明书4，550，413所公开的。
就大容量直流电弧炉来说，在电流引入和导出线内流动的大电流导致电弧偏转。电弧不能垂直地进行燃烧的。确切地说，电弧是朝向炉壁的，从而使该部位过热。
由于电流引入和输出线特别配置在下炉缸的下面和附近，就可以达到电弧的“定心”。因此，在美国专利说明书US-A-4，550，413和US-A-4，577，326中提出，将这些导线敷设成，由流动的直流电流形成的磁场对称地作用在电弧上。但是，这些措施是昂贵的，从而不仅提高了费用，而且也增加炉的占地面积。另一个技术方案是，使电极连同电极座相对于下炉缸可沿水平方向移动，以补偿电流导入和输出的不平衡。这个措施也是很昂贵的，因为在炉盖内要有足够的空间用作电极移动途径。
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然而，电流引线却使电弧形成非所要求的偏转，在实际上完全可能发生电弧要有针对性地偏转到这个或那个方向上，例如在一个偏置底部放液口区内或对连续装料的炉在所述区内导致更多的热量。这只有通过电极相对于下炉缸作水平移动才有可能，但这些总是很贵的。 本发明的任务在于，提出一种直流电弧炉，该炉用简单的措施来使电弧作有针对的偏转和/或对称化。
按照本发明完成上述任务的措施是，为了有针对性地偏转电弧，使炉衬层的一个或多个区段用一种材料组成，该材料具有的电导率低于其余区段的炉衬层。
最好此时炉衬层在其朝向供电装置的区段至少有一部分由一种材料制成，该材料具有的电导率至少25%低于其余区段的炉衬层。 就具有偏置底部放液口的电弧炉来说，有利的是，要是炉衬层在底部放液口区内所具有的电导率低于在其余区内，为的是防止电弧偏转。这样，电弧就朝向底部放液口偏转，从而使该处有更多热量带入金属液中。
对于连续装用海绵状铁或废铁的电弧炉，电弧偏转可以这样来完成，使装料区的炉衬层所具有的电导率低于其余区。这类似于使上述电弧朝向装料区的偏转，从而使供热增加。
本发明的优点特别可以体现在，不需要昂贵的在下炉缸的下面或附近布线或移动电极作有针对性的电弧偏转，此时这种偏转按需形成对称化或可有意地使电弧偏转到一个预定方向上。因为炉衬层总是要在适当的时间间隔内更新的，现有的电弧炉也就可以装用按照本发明的炉衬层。 本发明的一些结构形式以及因而可达到的优点，下面借助于附图作进一步的说明。
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附图中示意性地示有本发明的一个实施例，其中
图1表示具有偏置底部放液口的一种直流电弧炉实施例的纵断面; 图1a表示图1中说明炉底上电连接的一个详图; 图2表示按图1的电弧炉下炉缸底的一个平面图;
图3表示按图1的直流电弧炉其炉衬层的一个平面图，具有在底部放液口增加供热的附加装置;
图4表示按图1的直流电弧炉其炉衬层的一个平面图，具有在装料区增加供热的附加装置。
按图1的一种直流电弧炉具有一个装有金属制外壳2的下炉缸1。炉盖和电极座已被略去。在实施例中，该炉只具有一个作为阴极连接的实心电极3，但其数量也可以是二个、三个或多个。在电极3的下面用一般方法获得一个电极点，即一个金属液4的不含渣表面。该炉具有一个放液装置，用位于下炉缸凸起状凸出部分6的一个偏置底部放液口5来表示。一个导电炉底装在炉底内。该导电炉底包含在实施例中为三个炉衬层7a，7b和7c的石墨或含石墨砖8a，8b，8c，并被放置在一个呈球盖状的接触板9上。在该接触板9上的连接附件10（图1a）通过缸底12的开口11向下伸出到外面。
邻接底炉衬层朝向外面的是通用的炉砖衬层13。缸底12可以设置一个冷却装置（未示出），以使其保持尽量低的温度。炉衬层7a，7b和7c的砖8a，8b，和8c用作金属液14和接触板9之间的导电体。 就这点来说，直流电弧炉相当于现有技术，并且已详述于例如美国专利4，228，314，德国专利说明书3022566，英国专利GB-A-2133125，还有德国专利DE-A-3241978，其中最先列举
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的文件涉及通用电弧炉，而最后所述的则是具有一个偏置底部放液口的电弧炉。
下炉缸的外壳2沿径向朝内伸出并形成一个向内突出的凸缘15，其端部16是向上弯折的。底板12沿径向突出于凸缘15。一个用绝缘料制的环17设置在叠置区。这样，整个炉的底部是以电绝缘方式支承在凸缘15上。该炉的底部好像浮置在下炉缸1上。同时，炉壳2和底板12，因而是导电炉底之间的电绝缘是通过绝缘材料形成的。
连接附件10的分布按图2所示的下炉缸1的下侧平面图是可见的。四个连接附件10有规律地分布在底部，并且通往电弧炉供电装置19的大电流输送线18是可见的。
按图3的顶部炉衬层7a的平面图表示按照本发明砖8a的分布，在第一个扇区21具有张开角α一般为45°至90°，对称地朝向供电装置19张开，炉衬层7a，7b和7c的砖8a，8b和/或8c分别用一种材料组成，其含碳量低于第二扇区22的砖，其含碳量一般按碳的重量计为10-20%。第一扇区21的电导率相应低于该区的外部。
设有这一措施和如图2所示的布线（在图1内布线和供电装置19的位置只是示意地示出），就会使电弧在电极3和大电流导线中流动的电流影响下在远离供电装置19的方向上偏转。反之，用本发明的炉衬层的组成，似乎使导电炉底的电/磁中心-只是单独考虑-偏离几何中心。这样金属液内的电流分配就受到影响，使第二扇区22内有更多的电流进入金属液内，从而补充叠加由于大电流输送线18引起的偏转恒场。因此其结果是一个没有偏转的电弧作用。
不仅“标准导电”砖而且弱导电性砖也完全对应于现有技术，并且
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都是由有关厂商供应各种各样规格。此外，还可以使用具有不同于石墨导电体的砖，例如，这类砖其电导率是由硼化物含量决定的。还可以使用一种砖，这种砖由一个基本上不导电的芯子组成，芯子则完全或部分由一层金属包封所封住。
不用具有不同电导率的扇区21、22，也可以用另一种方式将所述炉衬层设置成使其电导率是不同的，例如通过在朝向供电装置19的炉衬层的区段内将具有低电导率的砖或不导电的砖插入到炉衬层内。 可以认为是不利的有，上述措施对于一台新的装置不能完全消除偏转，例如由于张开角选的过小或过大，或是炉衬层在第一扇区21内的电导率定错。但是由于炉衬层一般总是要更新的，试验阶段和炉子寿命相比是较短的因此对炉况和其经济效率只有很小的影响。 就具有偏置底部放液口的电弧炉来说，或对于连续装用废铁或海绵状铁的电弧炉，在底部放液口或装料区内金属液的温度低于其余的金属液区。借助于选择具有不同电导率的炉衬层区段，也就可以实现有针对性的偏转电弧用于这样的特定目的，以便用这种方式确定熔化区。 在图4中除了扇区21外，一个第二扇区23还设有电导率较差的砖，该扇区以一个张开角β对称地朝向底部放液口5。对于计量张开角β和砖的电导率作相同于如前所述与对称化有关的考虑是适合的。当然有针对的偏转也可以通过设置扇区23而单独使用，此时例如使用按照美国专利说明书US-PS4，577，326或US-PS4，550，413的现有技术来布线。 此外，在图3中示有对电弧施加影响的第三个可能方案。该方案适用于连续装用海绵状铁或废铁的那种电弧炉。在供电装置19对面装料时-用箭头24来表示-达到在装料方向偏转的措施是，在具有张开度
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ψ的一个扇区25内，使炉衬层的材料具有的电导率小于区段22。既是这样也适合可以按需单独采取这个措施。
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说 明 书 附 图
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图1
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图2
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