[发明专利]一种三相分层组合电极矿热熔炼炉及其控制方法

说明书

本发明公布了一种三相分层组合电极矿热熔炼炉及其控制方法，所述三相分层组合电极矿热熔炼炉的电极采用的是分层组合电极。一个分层组合电极包括中轴部分的中轴电极以及外围的空心电极。两种电极间存在空隙，且两种电极的电极端部浸入深度不一。由于分层组合电极限制了炉内电流的流动方向，相比于传统圆柱形电极矿热熔炼炉，三相分层组合电极矿热熔炼炉炉内的电流经过区域扩大，减弱了由于交流电所带来的电流趋肤效应所造成的炉内电磁场分布不均的问题，不仅改善了炉内局部过热的问题，而且提升了炉内能量的利用效率，可广泛应用于冶金化工行业。

技术领域

本发明属于冶金化工生产领域，特别涉及一种三相分层组合电极矿热熔炼炉及其控制方法。

背景技术

矿热熔炼炉作为工业生产的重要部件，被广泛的应用于冶金化工工业中。随着社会的发展，对矿热熔炼炉的能耗、产能以及排放要求越来越高，不断有新的矿热熔炼炉优化设计方法在矿热熔炼炉上得以应用。现有的技术中，三相矿热熔炼炉的电极多为圆柱形电极，当电极插入炉料进行埋弧操作时，利用电极端部电弧的能量及电流流过炉料所产生的电阻热来熔炼金属。然而由于交流电存在的感抗效应，电流在流经电极内部时存在严重趋肤现象，其导致电流主要分布在电极的外表面侧，造成了电流多从电极端部的外侧壁面流出，进而导致炉内焦耳热热量分布严重不均。而炉内其他位置的炉料则只能通过导热和自然对流两种热输运方式接收热量，严重削弱了矿热熔炼炉的冶炼性能。综上所述，如何有效地改善矿热熔炼炉炉内热量分布不均的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使炉内的电流区域扩大，减弱由于交流电带来的电流趋肤效应所造成的炉内电磁场分布不均的问题，不仅改善了炉内局部过热的问题，而且提升了炉内能量利用效率的三相分层组合电极矿热熔炼炉及其控制方法。

为达到上述目的，本发明的三相分层组合电极矿热熔炼炉包括三个呈三角形布置的环形托架以及设置在各环形托架下端套装的内螺杆组和外螺杆组，内、外螺杆组的端部分别与中轴电极夹紧环和空心电极夹紧环连接，中轴电极夹紧环和空心电极夹紧环的外侧分别装配有拉紧螺栓，内侧分别卡有中轴电极铜瓦和空心电极铜瓦，中轴电极铜瓦和空心电极铜瓦内分别固定于中轴电极和空心电极，中轴电极和空心电极穿过炉盖进入炉膛中；其短网系统中的中轴电极铜瓦和空心电极铜瓦通过导电铜管束与活动接线板相连，活动接线板通过软母线与固定接线板相接，变压器通过母线束与固定接线板相接。

所述同一环形托架下的中轴电极和空心电极同轴设置。

所述中轴电极和空心电极之间存在有间隙。

所述的加载至中轴电极和空心电极上的电流密度值相同。

所述空心电极端部到炉盖距离为中轴电极端部到炉盖距离的0.5～1.0倍。

所述三根中轴电极端部在同一水平面上，三根空心电极端部同样处于同一水平面上。

所述同一环形托架下设置在中轴电极外的空心电极为1、2或3个。

本发明三相分层组合电极矿热熔炼炉的控制方法如下：

1)首先确定本次熔炼过程中轴电极浸入炉膛的深度，根据空心电极端部到炉盖距离为中轴电极端部到炉盖的0.5～1.0倍的关系，确定内、外螺杆组的长度；

2)将环形托架、内、外螺杆组、中轴电极夹紧环、空心电极夹紧环、拉紧螺栓、中轴电极铜瓦、空心电极铜瓦、中轴电极、空心电极进行装配，形成组合电极；

3)中轴电极铜瓦与空心电极铜瓦通过导电铜管束与短网系统相连；

4)在炉膛中加入原料矿石；

5)吊装组合电极，穿过炉盖进入炉膛中；

6)启动电源，利用电弧热量熔化炉料，直至空心电极端部浸入炉料中，在达到预定位置之后，电极停止运动；