[发明专利]大功率电弧炉生产电熔耐火材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电熔耐火材料的生产方法，尤其是涉及大功率电弧炉生产电熔耐火材料的方法。

背景技术

在现有电熔耐火材料生产工艺中，熔铸耐火材料所使用电弧炉的设计与制造以及在生产控制中普遍选用的功率在P_ed＝1600-2400KVA/m²范围内(公开技术)。尽管1956年布德尼科夫(П.П.БyДНИKOB)等人发表了ZrO₂-AL₂O₃-SiO₂三元系相图，提出：当组成为AL₂O₃53％，Z_rO₂30％，SiO₂17％时有一个共熔点，共熔温度为(1675 10)℃；1975年德国西弗尔斯(G.Cevals)作了修改，认为共熔点组成为AL₂O₃50.9％，ZrO₂32.8％，SiO₂16.3％，共熔温度为(1685 10)℃。但是，由于氧化锆的熔点是2700℃，且在使用中以矿物体的形式存在，有粒度，因此，在共熔点温度下要使其完全熔化就需要延长熔化时间，当前厂家均采用该方法以保证ZrO₂-AL₂O₃-SiO₂彻底熔化。在这一过程中，电弧炉的弧光功率约有60％用于炉内熔化物料，其余的弧光功率射向炉壁被损失，极大的浪费了电力资源，增加了企业的生产成本。

发明内容

本发明目的在于提供一种大功率电弧炉生产电熔耐火材料的方法，利用高功率、超高功率电弧炉生产电熔耐火材料，以达到提高质量、降低吨耗电度和增加产量的实际生产效果。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的大功率电弧炉生产电熔耐火材料的方法，其特征在于：按下述步骤进行：

第一步、根据生产设计规模选取变压器和电弧炉；

第二步、调整电弧炉电极卡的调整部位，使所述电弧炉的电极圆功率值调至最大；

第三步、将准备好的原料加入炉内进行熔化；

第四步、按常规取样检查熔液的质量情况至炉料合格时停电浇注即可。

本发明优点在于通过调整电弧炉电极卡的调整部位，以使生产过程中提高电弧炉电极圆功率，达到短时间内提高热点温度促使ZrO₂-AL₂O₃-SiO₂彻底熔化。电极圆功率越高，其利用率越高，单位时间内炉内热量越大，物料熔化越快。本发明旨在利用Ped=3·U·Iπ·R·R>2400KW/m2]]>的高功率、超高功率进行熔化生产，其中P_ed为电极圆功率，U为二次电压，I为二次电流，R为电极圆半径。熔化重量为G公斤的物料，设：在炉型一定，炉内温度一定，传热介质一定的条件下，损失的能量Q＝kTt，其中，Q为损失的能量，k为大于零的系数，T为炉内温度，t为熔化时间。提高电极圆功率后，炉体达到温度T所用时间缩短，即t减小，由于损失的能量Q与熔化时间t成正比，Q随之减小，从而降低了吨耗电量，节约了电能，降低了生产成本。

具体实施方式

现以一台直径为2500mm的电弧炉，变压器容量为2500KVA，对本发明作进一步详细描述。该电弧炉的电弧功率为P_ed＝2400KVA/m²，按照现有生产方法生产电熔耐火材料，单位小时的电耗是2600KW·t/吨。

按照本发明生产方法，首先将电极圆的功率P_ed值调至7500KVA/m²，将准备好的2200kg原料(ZrO₂-AL₂O₃-SiO₂)加入炉内进行熔炼；按常规取样检查熔液的质量情况至炉料合格时停电浇注；浇注后得到合格产品1804kg；熔炼时间为102分钟，耗电4180KW·t，吨耗电为4180KW·t÷2.2吨＝1900KW·t/吨。与现有生产方法相比节约电能700KW·t/吨。