Электротермическая установка

 

Сущеность изобретения: в электрической установке, содержащей плавильную ванну с погруженными в нее парами электродов, выпрямитель каждой пары электродов выполнен гальванически развязанным от выпрямителей других пар электродов, в каждой из паре соседние электроды соседних пар подключены к одноименным полюсам соответствующих выпрямителей. Расстояние между одноименными электродами меньше, чем расстояние между разноименными электродами этих пар. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротермии, в частности к установкам дуговых и руднотермических электропечей.

Известна электротермическая печь постоянного тока, содержащая плавильную ванну, в которую погружено четное число электродов, соединенных последовательно. В каждой паре электродов один катод, другой анод. Такое расположение электродов позволяет повысить производительность печи за счет использования постоянного тока, распределенного относительно равномерно в ванне печи (заявка Франции N 2404186, кл. F 27 D 11/04, 25.5.79).

Однако, при этом происходит замыкание значительной части тока между электродами в верхних горизонтах печи. Это приводит к излишнему нагреву колошника, увеличению тепловых потерь и, как следствие, увеличению расхода электроэнергии. Кроме того, это явление приводит к неустойчивости протекания технологического процесса.

Известна электротермическая установка, выбранная в качестве прототипа, содержащая плавильную ванну с погруженными в нее парами электродов, соединенными с выпрямителями источника питания, в которой для улучшения распределения энергии в ванне печи, между электродами размещены заделанные в реакционную массу и закрепленные на своде пластины (патент ГДР N 135236, кл. F 27 B 3/08, 7.10.77).

Установка пластин затрудняет путь тока по верхним горизонтам печи. Однако, установка подобных пластин практически невозможна из-за высоких температур в этой зоне. А в зоне низких температур устанавливать пластины не имеет смысла, так как там практически отсутствуют токи шихтовой проводимости. Кроме того, наличие подобных пластин вызовет появление газовых свищей, прорывающихся из дуговой полости, нарушающих устойчивость ведения процесса.

Недостатки известных технических решений позволили определить техническую задачу создания электротермической установки, конструкция которой исключит большую часть протекающего по шихте тока в межэлектродном пространстве, позволит снизить тепловые потери и расход электроэнергии, а так же увеличит надежность проведения технологического процесса.

Указанная задача решается изобретением, согласно которому в электротермической установке, содержащей плавильную ванну погруженными в нее парами электродов, соединенными с выпрямителями источника питания, выпрямитель каждой пары электродов выполнен гальванически развязанным от выпрямителей других пар электродов, в каждой из которых соседние электроды соседних пар подключены к одноименным полюсам соответствующих выпрямителей.

Задача решается также тем, что электроды, соседние с электродами соседних пар и подключенные к одноименным полюсам соответствующих выпрямителей, установлены на расстоянии друг от друга меньшем, чем расстояние между разноименными электродами этих пар.

Выполнение выпрямителей гальванически развязанными друг от друга и подключение электродов таким образом, что соседние электроды в соседних парах находятся под одинаковым потенциалом, практически исключает перетекание тока между соседними электродами в соседних парах. Благодаря этому устраняется перегрев колошника, улучшается токо- и температурное распределение в ванне, снижаются тепловые потери и уменьшается расход электроэнергии. Кроме того, повышается устойчивость технологического процесса.

Еще полнее указанная задача решается за счет того, что соседние электроды, подключенные к одноименным полюсам выпрямителей, расположены на минимальном расстоянии друг от друга, допустимом по конструкции узлов электродержателей, а электроды, подключенные к разноименным полюсам выпрямителей соответственно удалены друг от друга.

Сближение одноименных и удаление друг от друга разноименных электродов обеспечивает дополнительное повышение электрического сопротивления ванны, что приводит к еще большему снижению тепловых потерь и расход электроэнергии.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображена шестиэлектродная руднотермическая установка с тремя парами электродов, расположенных в ряд.

Электроды 1 6 погружены в плавильную ванну 7 и соединены с выпрямителями 8 10 и трансформаторами 11 13 источника питания.

Соседние электроды 2, 3 и 4, 5 соседних пар подключены к одноименным полюсам, например электроды 2 и 3 к отрицательным полюсам выпрямителей 8 и 9, а электроды 4 и 5 к положительным полюсам выпрямителей 9 и 10 соответственно.

Цепь питания каждой пары электродов 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 гальванически отделена друг от друга за счет того, что каждый из выпрямителей 8 10 подключен индивидуально к соответствующему индивидуальному источнику питания 11 13, а выводы каждого выпрямителя электрически изолированы от выводов других выпрямителей.

В соответствии с изобретением соседние электроды 2 и 3, 4 и 5 в соседних парах, могут быть установлены на расстоянии d друг от друга меньшем, чем расстояние D между разноименными электродами 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 в каждой паре соответственно.

Установка работает следующим образом.

После включения установки выпрямленный электрический ток от выпрямителей 8 10 подводится к электродам 1 >6, который замыкается по ванне 7.

При прохождении тока в ванне выделяется джоулево тепло. Благодаря этой энергии и энергии, выделяемой от электрической дуги происходит нагрев и плавление загружаемых в ванну шихтовых материалов, осуществляются окислительно-восстановительные реакции.

Выполнение выпрямителей гальванически развязанными относительно друг друга и подсоединение соседних электродов 2 и 3, 4 и 5 к одноименным полюсам позволяет практически исключить протекание тока от одной пары к другой. Благодаря этому устраняется перегрев колошника между электродами соседних пар, снижаются тепловые потери и запыленность газов, уменьшается расход электроэнергии, повышается устойчивость процесса. Сближение одноименных электродов соседних пар позволяет усилить достигаемый эффект.

Изобретение позволяет получить практически одинаковый технический результат для электротермических установок с ваннами различной формы при сохранении главного условия наличия пар электродов, подключенных к индивидуальным выпрямителям гальванически развязанным относительно друг друга, и подключения соседних электродов соседних пар к одноименным полюсам.

Формула изобретения

1. Электротермическая установка, содержащая плавильную ванну с погруженными в нее парами электродов, соединенными с выпрямителями источника питания, отличающаяся тем, что выпрямитель каждой пары электродов выполнен гальванически развязанным от выпрямителей других пар электродов, в каждой из которых электроды, соединенные с электродами соседних пар, подключены к одноименным полюсам соответствующих выпрямителей.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что электроды, соседние с электродами соседних пар и подключенные к одноименным полюсам соответствующих выпрямителей, установлены на расстоянии друг от друга меньшем, чем расстояние между разноименными электродами этих пар.

РИСУНКИ

Рисунок 1