多回路变流矿热炉及多回路变流矿热炉系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多回路变流矿热炉及多回路变流矿热炉系统，包括：变流设备、多电极装置、炉体、熔池和电炉变压器；其中，电炉变压器、变流设备、多电极装置和熔池依次相连接；熔池为炉体内部用于盛装炉料的空间；电炉变压器用于向变流设备输送工频电能；变流设备用于将工频电能转换频率为0Hz‑20Hz电能后经多电极装置输送至熔池，以使变流设备经多电极装置与熔池之间建立多个电流回路，在熔池内冶炼炉料。本发明专利技术可以改善现有矿热炉的弊端，提高矿热炉冶炼的适应性和通用性。

【技术实现步骤摘要】
多回路变流矿热炉及多回路变流矿热炉系统
本专利技术涉及冶金工程
，尤其是涉及一种多回路变流矿热炉及多回路变流矿热炉系统。
技术介绍
矿热炉主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料，是冶金工业中重要的设备。目前矿热炉包括三种：采用三相工频供电的交流矿热炉、采用无底电极直流供电的矿热炉以及采用三相低频供电的矿热炉，但是，采用三相工频供电的交流矿热炉具有导电线路电抗高，电炉铁磁部件涡流损耗大，电能输入电炉熔池困难，集肤效应严重导致线路载流能力下降并降低系统用电效率，电弧重复点燃熄灭次数高造成电极崩碎消耗大，系统自然功率因数低，产品吨产矿耗大和吨产电耗高等弊端；采用无底电极直流供电的矿热炉生产某些产品时阳极效应显现，从而使得熔池热源分布不均匀；采用三相低频供电的矿热炉存在使用超低频电能运行的问题，容易造成熔池内电热源长时间分布不均，影响炉料的电热化学还原反应有序进行。因此，现有的矿热炉具有多种弊端，其工业适用性和通用性较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种多回路变流矿热炉及多回路变流矿热炉系统，以改善现有矿热炉的弊端，提高矿热炉冶炼的适应性和通用性。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种多回路变流矿热炉，包括：变流设备、多电极装置、炉体、熔池和电炉变压器；其中，电炉变压器、变流设备、多电极装置和熔池依次相连接；熔池为炉体内部用于盛装炉料的空间；电炉变压器用于向变流设备输送工频电能；变流设备用于将工频电能转换频率为0Hz-20Hz电能后经多电极装置输送至熔池，以使变流设备经多电极装置与熔池之间建立多个电流回路，在熔池内冶炼炉料。在一种实施方式中，变流设备包括多个变流器；其中，变流设备输出的电流回路的数量与变流器的数量相同。在一种实施方式中，多电极装置中设置电极的数量为大于2的偶数，且电极的数量与变流器的数量相同。在一种实施方式中，每个变流器包括第一输出端和第二输出端，第一输出端和第二输出端与多电极装置相连接；其中，每个变流器的第一输出端与第二输出端之间的输出电压具有同频率、同相位、同幅值的特性。在一种实施方式中，每个电极连接两个变流器的第一输出端或者两个变流器的第二输出端；每个电极与相邻且电流相位相反的电极之间距离相同。在一种实施方式中，多电极装置包括四个电极；四个电极呈正方形或者平行四边形布局；其中，平行四边形由两个相同的等边三角形组成。在一种实施方式中，多电极装置中电极的数量为大于4的偶数，电极呈长方形布局；其中，长方形由多个相同的等腰三角形组成，每个电极位于等腰三角形的顶点。在一种实施方式中，电极呈平行四边形布局；其中，平行四边形由多个相同的等边三角形组成，每个电极位于等边三角形的顶点。在一种实施方式中，电极呈等边三角形布局；其中，每个电极位于等边三角形的顶点和每条边的中点。第二方面，本专利技术实施例提供了一种多回路变流矿热炉系统，包括上述第一方面提供的任一项的多回路变流矿热炉，还包括与多回路变流矿热炉连接的外部电源。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的上述多回路变流矿热炉及多回路变流矿热炉系统，包括：变流设备、多电极装置、炉体、熔池和电炉变压器；其中，电炉变压器、变流设备、多电极装置和熔池依次相连接；熔池为炉体内部用于盛装炉料的空间；电炉变压器用于向变流设备输送工频电能；变流设备用于将工频电能转换频率为0Hz-20Hz电能后经多电极装置输送至熔池，以使变流设备经多电极装置与熔池之间建立多个电流回路，在熔池内冶炼炉料。上述多回路变流矿热炉的变流设备在每半个周期内可以连续输出，熔池的每个等效负载在每半个周期内获取的电功率基本不变，从而能够规避工频供电的弊端；同时，由于多电极装置的电极在一定时间内可以极性互换，从而能够改善矿热炉冶炼部分产品时阳极效应显现以及使用超低频电能运行存在的问题，使得熔池获得分布均匀的电热源，促进炉料电热化学反应有序平稳进行，从而提高矿热炉冶炼的适应性和通用性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种多回路变流矿热炉的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种多电极装置中四个电极的平面布局结构图；图3为本专利技术实施例提供的一种多电极装置中六个电极的平面布局结构图；图4为本专利技术实施例提供的一种具有四个电极的多回路变流矿热炉的平面结构图；图5为本专利技术实施例提供的一种具有四个电极的多回路变流矿热炉的等效电路原理图；图6为本专利技术实施例提供的一种多回路变流矿热炉等效电路中电压和电流的波形示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种具有六个电极的多回路变流矿热炉的平面结构图；图8为本专利技术实施例提供的一种具有六个电极的多回路变流矿热炉的等效电路原理图；图9为本专利技术实施例提供的一种现有三相低频矿热炉的电路原理示意图；图10为本专利技术实施例提供的一种多回路变流矿热炉系统的结构示意图。图标：10-变流设备；20-多电极装置；30-炉体；40-熔池；50-电炉变压器；101-1#变流器；102-2#变流器；103-3#变流器；104-4#变流器；105-5#变流器；106-6#变流器；501-1#电炉变压器；502-2#电炉变压器；503-3#电炉变压器；504-4#电炉变压器；505-5#电炉变压器；506-6#电炉变压器；201-1相电极；202-2相电极；203-3相电极；204-4相电极；205-5相电极；206-6相电极；100-多回路变流矿热炉；200-外部电源。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前矿热炉包括三种：采用三相工频供电的交流矿热炉、采用无底电极直流供电的矿热炉以及采用三相低频供电的矿热炉。采用三相工频供电的交流矿热炉应用较多，具有低电压大电流负载特性，导电线路电抗高，电炉铁磁部件涡流损耗大，电能输入电炉熔池困难，集肤效应严重从而导致线路载流能力下降并降低系统用电效率，电弧重复点燃熄灭次数高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多回路变流矿热炉，其特征在于，包括：变流设备、多电极装置、炉体、熔池和电炉变压器；其中，所述电炉变压器、所述变流设备、所述多电极装置和所述熔池依次相连接；所述熔池为所述炉体内部用于盛装炉料的空间；/n所述电炉变压器用于向所述变流设备输送工频电能；/n所述变流设备用于将所述工频电能转换频率为0Hz-20Hz电能后经所述多电极装置输送至所述熔池，以使所述变流设备经所述多电极装置与所述熔池之间建立多个电流回路，在所述熔池内冶炼所述炉料。/n

【技术特征摘要】
20200918 CN 2020220446571;20200918 CN 2020109838991.一种多回路变流矿热炉，其特征在于，包括：变流设备、多电极装置、炉体、熔池和电炉变压器；其中，所述电炉变压器、所述变流设备、所述多电极装置和所述熔池依次相连接；所述熔池为所述炉体内部用于盛装炉料的空间；
所述电炉变压器用于向所述变流设备输送工频电能；
所述变流设备用于将所述工频电能转换频率为0Hz-20Hz电能后经所述多电极装置输送至所述熔池，以使所述变流设备经所述多电极装置与所述熔池之间建立多个电流回路，在所述熔池内冶炼所述炉料。


2.根据权利要求1所述的多回路变流矿热炉，其特征在于，所述变流设备包括多个变流器；其中，所述变流设备输出的电流回路的数量与所述变流器的数量相同。


3.根据权利要求2所述的多回路变流矿热炉，其特征在于，所述多电极装置中设置电极的数量为大于2的偶数，且所述电极的数量与所述变流器的数量相同。


4.根据权利要求3所述的多回路变流矿热炉，其特征在于，每个所述变流器包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和所述第二输出端与所述多电极装置相连接；其中，每个所述变流器的所述第一输出端与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文，
申请(专利权)人：于文，
类型：发明
国别省市：贵州;52