具有电弧偏转控制的直流电熔炼炉制造技术

熔炼炉（１２）包括一个具有有关回流线的上部电极（１３）和位于炉膛内排列成两个或更多个组件的多个底部电极（１１），每一组件具有它自己的受控电路连接到它自己的变压器（１６）上，其中包括每台变压器（１６）的下游部分，即它自己的可控硅整流器组件，它与自己的用以控制电压（２６）、电流（２４）和点火角度（２３）的装置相关联，至少那些提供底部导体的线至少在熔炼炉附近部分地被屏蔽。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有电弧偏转控制的直流电熔炼炉。更确切地说，本专利技术涉及一种能使直流电熔炼炉根据熔炼操作期间时时产生的需要而对电弧的位置进行非常精确地控制和调整的系统。在直流电熔炼炉中，电弧产生在基本上是中心位置的上部电极与位于炉膛的下部电极系统之间。第一种型式的下部电极系统包括所谓的导电炉膛，其内的直流电流穿过一层附加的耐火材料或代之以导电材料到达碎料或炉内熔槽，然后向金属板放电，再从该处流到整流器和变压器。另一个实施例是所谓的单线型下部电极系统，其内的电流从底部电极流出，穿过熔槽和/或碎料后，经电弧流向上部电极。具有导电炉膛的实施例带来的问题是电流流过整个炉膛，从而要求对全部炉膛表面能进行连续的温度控制和对很宽广表面起作用的冷却装置。炉膛的局部磨损导致底部厚度的变化，从而引起耐火材料传导率的变化，使得电流分布不平衡，这些平衡又导致电弧的偏转。面对这个事实需要对炉膛的情况进行经常性的管理和包括经常性的停机处理和支出高的维护费用。导体本身和金属物质在炉内粘结产生了变形，它影响运行和电弧的位置。此外，上述的这些实施例具有的共同特点是在炉底上有单一电极，因而它不可能去控制随机的和不能控制的电弧偏转，这些偏转通常是由炉外导体系统所产生的磁场干扰引起的。再有，这些实施例对于特定的工作状态下的要求，它们不能使电弧指向炉内的所要区域。先有技术的描述包括其内含有一组多个底部电极的熔炼炉，由这些底部电极以两个、四个或更多个构成一组很好地排列着。先有技术的描述还包括在控制能力方面，这些底部电极分别提供给特定的馈电单元，这种单元对每个底部电极来说包括至少一台变压器和至少一组可控硅整流器组件。如在专利文件DE-A-4，035，233、DE-A-4，118，756、EP-A-0225200和EP-A-0474883中所公开的那样，这种结构借助各自调节装置可使上部电极与下部电极之间放电电弧的偏转能够得到较好的控制。但是，先有技术所描述的熔炼炉既不能令人满意地解决非常精确地控制电弧垂直定位的问题，也不能解决电弧指向炉内所需区域的问题，这是因为控制的实施是由一个开环控制系统来进行的，还因为熔炼炉尚未能有效地解决消除磁场干扰的问题，这种干扰是由炉外导体的感应磁场造成的。对先有技术叙述中的后一问题已经通过各种系统予以解决了。第一个系统，例如在专利文件EP-A-0258101所公开的，在于将连接到底部电极的导体按以下方式安置，例如每个电极用两个导体，由这两个导体中的第一个导体产生的磁场影响着炉内一个正好确定了的区域，而另一个导体产生的磁场影响炉内的其它区域，这样，力图平衡和抵消这些磁场的影响。但是，这个系统很难建立和调整，也不能得到预定的结果。第二个系统，已在专利文件EP-A-0258101中公开了，在于在炉膛周围或下方设置一个线圈，用以产生磁场，以按所需的方式平衡或不平衡由导体产生的磁场，从而抵消它们的影响和防止电弧的偏转。但是，该系统也难于建立，也得不到预定的结果，因此还会引起不应有的能量耗的增加，明显地限制了在上部和下部区域内在熔炼炉上进行工作时所需用的空间。此外，所有系统都力图减少常与底部电极有关的骚扰，但未考虑连接到上部电极的导体所产生的骚扰，也未考虑到在设备中使用的(工在炉子附近的)金属物质所产生的骚扰。本申请人设计、测试和实施本专利技术可克服上述先有技术现状中的缺点并进一步发扬其优点。本专利技术的具有电弧偏转控制的直流电熔炼炉包括一个具有有关的回流线的上部电极和位于炉膛内的、排列成两个或更多个组件的、多个底部电极，每一组它自己的受控供电线路连接到它自己的变压器上，其中包括每台变压器的下游部分(down-stream)，即它自己的可控硅整流器组件，该可控硅整流器组件与用以控制电压、电流和点火角度的装置相关联，该熔炼炉其特征在于至少供给底部电极的线至少在熔炼炉附近是部分地被屏蔽的。其特征还在于对那些回流线至少都进行部分地屏蔽;底部电极(32)和/或上部电极(36)的屏蔽装置(33)是由铁磁材料构成的，它至少部分地包围那些导体(32-36);它包括电弧(31)位置检测装置和与其相联的电弧(31)控制和管理装置及一个闭环控制系统;电弧(31)位置检测装置是光学装置;电弧(31)位置检测装置是检测磁场的装置;电弧(31)位置检测装置是与单个冷却板相联的温度检测装置;控制点火角度的装置(26，24，23)是在熔炼开始时调整的，并基本上是由它们自己连续地进行校正;控制点火角度的装置(26，24，23)是在熔炼开始时调整的，并周期性地对点火角度进行校正。控制点火角度的装置(26，24，23)进行校正的活动是在熔炼周期的差分瞬间采用差分调节;控制装置(26，24，24)以这样的方式控制硅可控整流器组件(17)的点火角度，在所需要的被控状态下使电弧(31)以上部电极(13)为轴，基本上沿着至少一个圆周移动;计算电路(39)适用于根据电弧(31)所需偏转的信号(40)来确定底部电极(11)中电流的不平衡，该计算电路(39)包括在控制装置(26，24，23)的上游部分内。本专利技术的一个目的是提供一种能够根据发生在该电炉内部发生的特定要求经常地控制和调整电弧的位置的直流电熔炼炉。本专利技术的另一个目的是通过减少由炉外导体产生的磁场干扰来保证精确地控制电弧的偏转。本专利技术还有一个目的是提供一个闭环控制系统，它能对电弧的实际偏转和所需要求工作参数间的偏差进行校正。在直流电熔炼炉的工作期间，对炉子所呈现的工作位置来说，最有利的情况是电弧应具有完全垂直的位置。反之，当熔炼炉工作在其它位置时，这时应能方便地使电弧从垂直位置偏转。具有后者情况的一个典型例子是熔炼炉出液口从炉子的中心位置转移。在这种情况下，可方便地规定电弧的方向，在大约要出液时和正在出液时，使电弧指向出液口，把热能集中在待浇注的熔融材料的堆积区域内。这种办法能够提高待浇注材料的温度达摄氏几十度。另一种情况是向熔炼炉连续地或是断续地馈送金属碎料的情况，这些金属碎料沉积在要浇注的熔融材料上面，在这种情况下，也要方便地改变电弧方向，使它指和装入的碎料而使金属加快熔化，从而节省了电能。还有一种情况是炉子具有注入气体的装置，这些气体例如氧或甲烷，或注入燃料例如是碳，它们是从炉膛内注入的。这种注入保证了熔炼槽的搅动，以使在金属物质中碳的氧化反应。这种注入导致溶炼槽中的干扰，该干扰断续地改变着电弧的长度，在供电网络中产生令人讨厌的干扰(闪烁)。在引入干扰的气体和其它可能材料的时候，这时可方便地把电弧偏转到较少受扰动的区域，这样使电网免受骚扰或至少减轻了干扰。本专利技术对底部电极的每一组件供以适当的电流，这些电流通常是相互不同的。特别是，每个电极或电极组件是受它自己的硅可控整流单元的控制，其点火角度是用来调整馈送给自己电极的电流值的大小的。每个电极的电流都是根据电弧要求的偏转计算出来的。单独控制每个电极中的电流能使电弧垂直位置的控制得到改进，或可使炉子侧边的电流在到不平衡状态。单独控制电流例如使电弧按一个或多个圆周旋转，电极按照一个时间函数并按照部分或全部、连续或交变的顺序分别地被馈电。这种能力对于希望改善熔炼炉边壁上的碎料熔化是特别有利的。为了能精确地控制电弧的偏转，除了需要单独地控制底部电极外，还要减少炉外产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有电弧偏转控制的直流电熔炼炉，它包括一个具有有关的回流线的上部电极（１３）和位于该熔炼炉（１２）的炉膛内、排列成两个或更多个组件的多个底部电极（１１），每一组件具有它自己的受控供电线路连接到它自己的变压器（１６）上，其中包括每台变压器（１６）的下游部分（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ），即它自己的可控硅整流器组件（１７），该可控硅组件（１７）与用以控制电压（２６）、电流（２４）和点火角度（２３）的装置相关联，该熔炼炉其特征在于：至少供给底部电极（３２）的线至少在熔炼炉（１２）附近是部分地被屏蔽的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯格曼克吉尔，伦德斯特罗姆肯尼斯，格雷恩斯特罗姆斯塔芬，金西尼贾恩尼，科斯恩乔万尼，
申请(专利权)人：丹尼利机械厂联合股票公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]