[实用新型]新型石墨化电极培烧炉

说明书

本实用新型属于组装式专用工业炉窑结构设计的改进。

石墨化电极是工业电炉用的消耗件，将普通碳化电极坯料，加热至2600℃以上才能完成碳电极分子的石墨化排列。这一转化工艺须在高温密封环境下完成，所用的设备称之为石墨化电极培烧炉。目前的培烧炉多是采用可以拆装式的外墙板和两端的石墨导电电极支架板定位在预先砌好的用耐热材料制成的基础底座上形成一个上装填式的培烧炉外炉体。然后从上面将碳化电极毛坯用支架均匀安放在预留的炉膛之中，再用耐高温导电焦碳组成的导电介质充填在毛坯电极之间的空间间隙，将毛胚电极定位后拆除膛内支架，并保证导电介质和两端石墨电极保持良好的接触。再将与外墙体周边的空隙和炉膛上部空间用隔热材料充填并密封起来。这样，再将两端的石墨电极通过铝带引向大功率硅整流的输出端，引入直流大电流通过炉膛中的导电介质和碳毛胚电极产生焦耳热而使炉温迅速升至培烧温度，即可完成石墨化的转化。目前培烧炉两端的石化电极采用的是圆柱形，即横截面为圆形，按炉膛的截面均匀分布两排或按圆形均布，大量的实践证明，圆形电极与导电铝带之间的连接操作繁琐，接触电阻偏大，炉膛内形成电流分布不均匀，炉膛内的热力场分布不合理，而形成劳动强度大，培烧时间长，耗电能量偏大。

本实用新型的目的是提供一个新型石墨化电极培烧炉的结构设计，采取合理的电极形状、结构和分布操作强度降低和时间节省，并使炉膛内的热力场分布更加合理均匀，以实现降低能耗的目的。 

本实用新型的关键在于将传统炉端石墨导电电极改进为截面为矩形的四棱柱形电极，从而将电极与导电铝带的连接改进为铜夹板式的紧固连接，不但方法简单，操作便宜，而且石墨电极的接触电阻可大大降低，结合实验给出的新的电极柱分布设计从而可以大大降低能耗，提高产品的质量和装炉时间。下面结合附图进一步说明本实用新型的目的是如何实现的。

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为图1的左视图。

其中1代表可拆装的外墙板，1A代表装配螺栓杆，2代表电极支架板，2A代表石墨电极，3代表耐热材料基础，3A代表待培烧碳化电极，4代表导电介质焦炭，5代表隔热密封层，6代表导电铝带，7代表铜夹板，8代表紧固螺栓。

采用矩形截面的两端石墨电极2A完全出于工艺操作的需要，它不仅在解决电极2A与导电铝带6连接的问题上得以简化，缩短了装炉时间，且降低了接触电阻。两端石墨电极2A伸入炉膛内部分的周围需填充隔热材料防护，且需要严格的密封。矩形石墨电极在填彻耐火砖时就比圆形电极简便得多，而且密封状态好，装填速度快。除改进截面形状外，进一步的措施是改变了电极在径向排列的规律。

以往圆柱电极采用的是两排均匀并列，或者是围圆中心电极接圆周均匀分布。通过现场采样和模拟分析计算表明这样的电极分布在炉膛内形成的热力场分布并不合理，中心温度偏高，散射损耗较大，实际上是能源的浪费。为此，本实用新型设计中四棱柱形石墨电极仍按炉膛轴向排列，在径向横截面中其排布的规律改为沿矩形周边均匀分布方式。而且在矩形分布的中央舍弃了中心电极。经过多次试验和计算验证最佳的技术方案是每端采用八根方形电极，按口字形均匀排列，其炉膛内的电流分布和温度场分布最为均匀，而且其按相同装炉量计算其所需电源提供的单位电流密度降低明显。而且装炉时间短，出炉产品石墨化程度均匀达到了节能优质、高效的改进设计目的。