[19]中华人民共和国专利局
[12]实用新型专利说明书
[21]ZL 专利号
95202459.4
[11]授权公告号CN 2235108Y
[51]Int.CI6
F27D 11/10
[45]授权公告日1996年9月11日[22]申请日95.2.15
[73]专利权人冶金工业部洛阳耐火材料研究院
地址471039河南省洛阳市西苑路43号[72]设计人田守信
[21]申请号95202459.4
[74]专利代理机构冶金专利事务所
代理人包红健 王子连
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页
[54]实用新型名称
直流电弧炉底电极结构
[57]摘要
本实用新型涉及的是直流电弧炉的底结构。主要包括底用碱性干式料，四周炉墙和斜坡用导电耐火材料，导电耐火材料与钢壳之间以及铜板与钢壳之间有一层轻质镁砖。电流从四周流入底铜板阳极，导电耐火材料产生少量热而加热了熔池四周，防止了冷点和中心热点。
95202459.4
权 利 要 求 书
第1/1页
1.一种炼钢用直流电弧炉底电极结构，其特征是从炉墙渣线和斜坡至底的铜板阳极用导电镁碳砖砌筑，炉底的阳极铜板同这部分导电镁碳砖相连；底用不导电的碱性干式料、烧成镁砖和轻质镁砖砌筑。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征是四周由导电镁碳砖构成，炉墙下半部导电镁碳砖的成型面平行于炉体钢壳；上半部砖为侧砌。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征是导电耐火材料与钢壳之间以及铜板与钢壳之间有一层轻质镁砖。
2
95202459.4
说 明 书
第1/4页
直流电弧炉底电极结构
本实用新型涉及的是直流电弧炉底电极结构。 截止目前，直流电弧炉底电极结构主要有四种类型： (1)ABB类型：整个炉底用导电镁碳材料砌筑。这种结构有如下不良结果：a)它的理想状态是电流在炉底均匀分布，实际上这是很难做到的。在施工和使用过程中，特别是通过热补后，炉底很难做到厚度均等和致密一致，再加上电流有走低电阻通道的特性，因此造成电炉底电流密度分布不均匀。在炉底中心(石墨电极下方)及电阻小的地方(发热量Q＝V/R)电流密度就大，造成局部过热，导致了MgO＋C＝Mg(g)＋CO的高温氧化还原反应，局部侵蚀过快；b)熔池四周墙脚下温度低，形成了所谓的冷点，这为实践所证实；c)整个炉底用导电耐火材料砌筑，导热快，炉底温度高，特别是中心部位易过热。 (2)Clecim类型：炉底的中心有1-4根导电金属棒，炉底其余部分用不导电的干式料。这种结构有如下缺点：a)电流只集中于炉底中心，使炉底中心过热钢水流动迅
3
2
95202459.4说 明 书 第2/4页
速，而炉底又不可能热补，因此炉底寿命较低；b)炉墙脚下出现冷点。在短流程电弧炉中由于出钢温度低，往往在出钢时炉墙脚下废钢还未熔化，延长了炼钢时间，降低了温度和成分的均匀性。
(3)MAN-GHH和(4)VOEST-ALPINE类型：金属触针和钢片分布在炉底。电流在炉底的分布比Clecim好。但由于电流有走捷径(低电阻通道)的特性，实际上这种结构炉底的电流密度分布仍然中心高而向外低，再加上电弧在熔池中心燃烧，因此远离电弧燃烧点的墙脚仍出现冷点，于此相应中心还会出现热点(这比Clecim类型的弱)；另一个缺点是由于导电金属触针和钢片的导热性高，使炉底温度较高、散热较多。这种结构底电极也不可能热补，因此寿命较低。
本实用新型的目的在于(1)防止底局部过热；(2)解决墙脚冷点问题；(3)降低炉底散热系数；(4)提高使用寿命。
本实用新型的目的通过以下途径实现：(1)从炉墙和斜坡到炉底铜板阳极之间用导电耐火材料(如镁碳砖)砌筑，并连成通路，使电流不走炉底而走四周，然后回到炉底铜板阳极。在冶炼操作过程中，当电流通过四周导电镁碳砖(它的电阻率比金属导体高)时，所产生的
4
95202459.4说 明 书 第3/4页
少量热加热了墙脚下的废钢，加热的程度可通过调节导电耐火材料的性能而达到，其结果会消除墙脚冷点。同时也解决了炉底中心热点问题(这种结构炉底中心无电流通过)；(2)炉底用不导电和导热低的碱性干式料、烧成镁砖和轻质镁砖砌筑。这样降低了炉底散热，从而降低了炉底热量的散失，也省去了水、风冷却设备，提高了操作安全性；(3)砌筑导电镁碳砖炉墙时，炉墙下半部导电镁碳砖的成型面平行于炉体钢壳，上半部砖为侧砌。这充分利用了导电砖的导电率和导热率的取向性，形成最佳导电回路。使炉墙向外导热低，向下导电率高；(4)在导电耐火材料与钢壳之间以及铜板与钢壳之间砌筑一层轻质镁砖，这减少了散热，降低了炉壳表面温度；(5)为了加大铜板阳极与炉墙和斜坡用导电镁碳砖之间接触面积，阳极铜板要比ABB的大，这可降低接触电阻，防止了接触处过热；(6)炉墙厚度由材料的导电率、导热率和要求的使用寿命所决定。一般导电镁碳砖衬厚500-1000mm，轻质镁砖60-200mm。
附图为直流电弧炉的主视剖面图，说明如下：1.石墨电极(阴极)，2.废钢，3.导电镁碳砖，4.碱性干式料，5.铜板阳极，6.烧成镁砖(永久层)，7.轻质镁砖，8.钢壳。
5
95202459.4说 明 书 第4/4页
实施例：当导电镁碳砖炉墙厚600mm、镁质干式料厚500mm、两层烧成镁砖各层厚100mm、轻质镁砖厚100mm、铜板厚16mm时和在自然冷却条件下，炉底外表面温度可在250℃以下侧墙表面温度可在350℃以下，可使电炉正常运行。
本实用新型的优点在于：通过改变电流走向的方法，解决了炉底侵蚀的不均匀性、局部过热和散热过大的问题，特别解决了冷点和炉底中心过热的问题；通过炉底用干式料，使底热修补同交流电弧炉一样进行，大大提高了炉底寿命。
6
95202459.4
说 明 书 附 图
第1/1页
7
