[发明专利]用于直流电弧熔炉的电弧偏斜的补偿系统和方法

说明书

背景技术

本发明涉及直流电弧熔炉，更具体地涉及一种调节系统和方法， 例如通过减少或减轻熔炉电弧区域中的电弧偏转或偏斜来调节。

一种已知的直流电弧熔炉，包含一个横截面通常为圆形的容器， 该容器包括了一个封闭的顶部，一个单电极从该顶部轴向地延伸到一 个由该容器所限定的室中。该电极作为阴极由主熔炉电路连接到直流 电源的一个极。另一个电极通过阳极导体连接到位于该容器底上的阳 极端。在熔炉电弧区域中的电弧的偏转是一个众所周知的问题，其中 所述电弧区域在电极的一个远端和容器中熔化材料的熔体之间延伸。 偏转是由一个在该电弧区域内的横向磁场产生的力导致的，其中所述 磁场是主电路中电流所导致的结果。作为电弧偏转所导致的结果，该 容器的壁上的热负荷并不对称，这进而导致该壁的不均匀磨损，并可 能导致长的停机时间和高的耐火材料成本。

已知有多种用于减少和/或减轻电弧偏转的系统和方法，但是对至 少一些应用来说，它们是不适合的。

发明目的

从而，本发明的目的之一就是提供一种替代性的调节系统和方法， 例如通过减少或减轻直流电弧熔炉中的电弧偏斜。

发明内容

根据本发明，提供了一种直流电弧熔炉系统，该直流电弧熔炉系 统包含：

一个电弧熔炉，包含一个延伸进容器的电极；

一个主直流电源，由一个主熔炉电路连接到该电极以及连接到该 容器底处的阳极区域，该主熔炉电路包含一个连接到该阳极区域并且 自该阳极区域向该容器的外部延伸连接到该主直流电源的阳极导体； 和

一个电弧偏斜补偿系统，包括一个与该主熔炉电路分离的补偿电 路，且所述补偿电路是由一个与主电源分离的补偿电源供给能量。

在本说明书中，“分离”一词在涉及补偿电路中用到时，是用于 表明在该补偿电路中的一个参数，例如电流，是独立于该主熔炉电路 中的相应或相关参数或可独立地被控制的；以及在涉及该补偿电源中 被用到时，用于表明该补偿电源与该主电源独立或可独立于该主电源 被控制。该补偿电路和主电路可以彼此电绝缘，或者可以共享一个接 地/地线。

本系统的主平面，对称地延伸穿过主熔炉电路和电极。

配置该补偿电路，以使该补偿电路中的电流在该熔炉的电弧区域 内导致一个与主电路中的主电流在电弧区域内导致的磁场的方向不同 的磁场，所述电弧区域在电极的一个远端和熔炉中的材料体之间延伸。 该不同的方向可以和该主电流导致的磁场的方向相反，或与其横交。

可以配置该补偿电路，以使得由该补偿电路中的电流导致的该磁 场基本抵消由主电路中的电流导致的磁场。

该补偿电路可以包含一个主补偿翼，该主补偿翼在该阳极导体的 区域内基本平行于阳极导体并朝向该阳极区域延伸。

该补偿电路可以包括至少一个第一线圈和一个第二线圈。每个线 圈可以包括多个绕组，且可以具有任意适合的形状或结构，例如圆形、 椭圆形和包括基本平行的相对的较长的第一翼和第二翼的矩形。

在第一实施方案中，可以将第一线圈和第二线圈安排成使一个基 本垂直于该主平面的且位于该容器的底之下的第二平面对称地延伸穿 过两个线圈的第一翼和第二翼，这些线圈被安排成彼此并列且相对于 该主平面对称。

在第二实施方案中，第一线圈和第二线圈可以被安排在该容器的 底之下，以使平行于该主平面并关于该主平面对称的各平面延伸穿过 各线圈的第一翼和第二翼。

在第三实施方案中，该第一线圈和第二线圈可以被定位为邻近该 容器的侧壁，且位于该容器的径向相对的区域中，且至少一部分位于 该底之上，以使得平行于该主平面并关于该主平面对称的各平面延伸 穿过各线圈的第一翼和第二翼。

在第四实施方案中，该第一线圈和第二线圈可以被定位为邻近该 容器，且位于该容器的径向相对的区域中，以使相对主平面对称地延 伸的，且平面之间有一角α的各平面延伸穿过各线圈的第一翼和第二 翼，且其中0°＜α＜180°。

该补偿电源可以是一个单独的电源，替代地该补偿电源可以包括 用于所述至少第一线圈和第二线圈中的每一个线圈的各个独立电源。