專利名稱：新型石墨化電極培燒爐的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于組裝式專用工業爐窯結構設計的改進。
石墨化電極是工業電爐用的消耗件，將普通碳化電極坯料，加熱至2600℃以上才能完成碳電極分子的石墨化排列。這一轉化工藝須在高溫密封環境下完成，所用的設備稱之為石墨化電極培燒爐。目前的培燒爐多是采用可以拆裝式的外墻板和兩端的石墨導電電極支架板定位在預先砌好的用耐熱材料制成的基礎底座上形成一個上裝填式的培燒爐外爐體。然后從上面將碳化電極毛坯用支架均勻安放在預留的爐膛之中，再用耐高溫導電焦碳組成的導電介質充填在毛坯電極之間的空間間隙，將毛胚電極定位后拆除膛內支架，并保證導電介質和兩端石墨電極保持良好的接觸。再將與外墻體周邊的空隙和爐膛上部空間用隔熱材料充填并密封起來。這樣，再將兩端的石墨電極通過鋁帶引向大功率硅整流的輸出端，引入直流大電流通過爐膛中的導電介質和碳毛胚電極產生焦耳熱而使爐溫迅速升至培燒溫度，即可完成石墨化的轉化。目前培燒爐兩端的石化電極采用的是圓柱形，即橫截面為圓形，按爐膛的截面均勻分布兩排或按圓形均布，大量的實踐證明，圓形電極與導電鋁帶之間的連接操作繁瑣，接觸電阻偏大，爐膛內形成電流分布不均勻，爐膛內的熱力場分布不合理，而形成勞動強度大，培燒時間長，耗電能量偏大。
本實用新型的目的是提供一個新型石墨化電極培燒爐的結構設計，采取合理的電極形狀、結構和分布操作強度降低和時間節省，并使爐膛內的熱力場分布更加合理均勻，以實現降低能耗的目的。
本實用新型的關鍵在于將傳統爐端石墨導電電極改進為截面為矩形的四棱柱形電極，從而將電極與導電鋁帶的連接改進為銅夾板式的緊固連接，不但方法簡單，操作便宜，而且石墨電極的接觸電阻可大大降低，結合實驗給出的新的電極柱分布設計從而可以大大降低能耗，提高產品的質量和裝爐時間。
以下結合附圖進一步說明本實用新型的目的是如何實現的。
附
圖1為本實用新型的結構示意圖。
附圖2為
圖1的左視圖。
其中1代表可拆裝的外墻板，1A代表裝配螺栓桿，2代表電極支架板，2A代表石墨電極，3代表耐熱材料基礎，3A代表待培燒碳化電極，4代表導電介質焦炭，5代表隔熱密封層，6代表導電鋁帶，7代表銅夾板，8代表緊固螺栓。
采用矩形截面的兩端石墨電極2A完全出于工藝操作的需要，它不僅在解決電極2A與導電鋁帶6連接的問題上得以簡化，縮短了裝爐時間，且降低了接觸電阻。兩端石墨電極2A伸入爐膛內部分的周圍需填充隔熱材料防護，且需要嚴格的密封。矩形石墨電極在填徹耐火磚時就比圓形電極簡便得多，而且密封狀態好，裝填速度快。除改進截面形狀外，進一步的措施是改變了電極在徑向排列的規律。
以往圓柱電極采用的是兩排均勻并列，或者是圍圓中心電極接圓周均勻分布。通過現場采樣和模擬分析計算表明這樣的電極分布在爐膛內形成的熱力場分布并不合理，中心溫度偏高，散射損耗較大，實際上是能源的浪費。為此，本實用新型設計中四棱柱形石墨電極仍按爐膛軸向排列，在徑向橫截面中其排布的規律改為沿矩形周邊均勻分布方式。而且在矩形分布的中央舍棄了中心電極。經過多次試驗和計算驗證最佳的技術方案是每端采用八根方形電極，按口字形均勻排列，其爐膛內的電流分布和溫度場分布最為均勻，而且其按相同裝爐量計算其所需電源提供的單位電流密度降低明顯。而且裝爐時間短，出爐產品石墨化程度均勻達到了節能優質、高效的改進設計目的。
權利要求1.一種由拆裝式外墻板(1)和兩端電極支架板(2)定位在耐熱材料制成的底座(3)上形成的上裝填式新型石墨化電極培燒爐，應用時待培燒碳電極(3A)均勻排列在爐膛中，用耐高溫導電焦炭(4)充填在碳電極(3A)的間隙之間并與兩端支架板(2)上的石墨電極(2A)形成良好接觸，在爐膛外周邊及上部空間用耐高溫隔熱材料(5)充填密封，兩端石墨電極(2A)通過導電鋁帶(6)接至大功率硅整流器的輸出端，其特征在于設在兩端支架板(2)上的石墨電極(2A)橫截面為矩形，并借助銅制夾板(7)實現與導電鋁帶(6)的連接。
2.根據權利要求1所說的新型石墨化電極培燒爐，其特征在于石墨電極(2A)與爐膛軸向平行排列，并在徑向截面上沿矩形周邊均勻分布。
3.根據權利要求2所說的新型石墨化電極培燒爐，其特征在于爐端石墨電極(2A)每端8根排列成口字形。
專利摘要本實用新型是對石墨化電極培燒爐的一次改進,改進的方案主要是爐端石墨電極形狀,電極支架及其按矩形周邊均勻分布的形式,從而使電極裝卸速度加快,接觸電阻降低,使爐膛內的電流分布和熱力場分布更加合理,實現了高效、簡便、節能的效果。
文檔編號F27D11/08GK2453371SQ00264410
公開日2001年10月10日 申請日期2000年12月5日 優先權日2000年12月5日
發明者楊獻廷, 耿巨泉 申請人:元氏縣槐陽熱電廠