專利名稱：直流電弧爐鑄鋼水冷底陽極裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電冶金行業，尤其是直流電弧爐水冷底陽極裝置。
現有技術中水冷底陽極是單電極直流電弧爐底電極的一種型式。中國實用新型專利ZL91206985、6，ZL92231911、1，是銅鋼復合結構。導電鋼棒與銅導電體之間采用焊接或螺紋連接。用爐底法蘭上的緊固螺釘將底電極固定在爐底位置，螺釘與底電極之間襯有絕緣材料。這種固定型式很大程度上是依靠底電極柱體與爐底耐火材料之間的粘結力。由于各種原因，底陽極容易松動，僅靠緊固螺釘難以承受底陽極系統的重力而造成底陽極脫落事故。螺紋連接處也容易松動，產生局部電流密度過大而燒毀電極。這種電極加工工藝復雜，成本也高。
本實用新型的目的是設計一種直流電弧爐鑄鋼水冷底陽極，并配備彈性托架。這種電極在使用過程中，能根據自身需要在一定范圍內自動開降以延長電極的使用壽命。制造工藝簡單，成本低，安全可靠。
本實用新型直流電弧爐鑄鋼水冷底陽極裝置是由底陽極本體、接線盤、檔圈、絕緣管、絕緣環、緊固螺母、密封膠圈、帶有進出水管的端蓋、測溫熱電偶、爐底法蘭盤、帶有定位凸臺的雙頭螺栓、墊片、螺母、托盤和上、下彈簧組成，底陽極本體和接線盤整體鑄造成型，并有軸向測溫熱電偶溝槽。端蓋有內螺紋與底陽極本體外螺紋匹配。端蓋上有一根進水管，兩根出水管，旋緊端蓋時，進水管直通底陽極本體內腔頂端，留有一定間隙。托盤上鑄有中心孔和對稱筋板的圓環，在圓環上有若干通孔，其直徑與雙頭螺栓圓柱直徑相配合。中心孔裝設帶沿的絕緣管，絕緣管內徑與底陽極本體下部圓管外徑相配合。插在托盤中心孔內的底陽極通過絕緣管和絕緣環與托盤之間絕緣，用緊固螺母將底陽極與托盤連為一體。底陽極本體的固定形式為彈性吊掛結構。將雙頭螺栓穿進固定有底陽極的托盤圓環通孔，穿過托盤的螺栓上下各套有一個彈簧，使托盤處于上下彈簧之間，上彈簧被雙頭螺栓上設有的凸臺定位，下彈簧底部的螺紋處用螺母壓緊。爐底法蘭盤焊接爐底鋼板中心，爐底鋼板中心開有大于底陽極本體鋼棒直徑的孔。將底陽極本體鋼棒垂直向上插入爐底法蘭中心和鋼板預留孔，托盤上的雙頭螺栓上部插入爐底法蘭對應的邊孔。其插入深度受雙頭螺栓的凸臺限定，用螺母緊固，雙頭螺栓數量大于四根。隨著直流電弧爐噸位的增加，可以隨之改變底陽極本體導電鋼棒的直徑，長度及外形構造，也可以增加底陽極裝置的數量。彈性托架的雙頭螺栓數量及其它結構參數隨底陽極系統重量變化。
本實用新型的特點是結構簡單；拆裝方便；整體強度高；剛性好；壽命長；成本低、安全可靠。可以在不同噸位的直流電弧爐應用。
結合附圖詳細說明并提供如下實施例。


圖1是直流電弧爐鑄鋼水冷底陽極裝置正視圖。
圖2是托盤的俯視圖。
1、底陽極本體 2、底陽極水冷空腔 3、測溫熱電偶4、爐底鋼板 5、接線盤 6、檔圈 7、絕緣管8、絕緣環 9、緊固螺母 10、出水管 11、密封膠圈12、端蓋 13、進水管 14、爐底法蘭盤 15、螺母16、墊片 17、雙頭螺栓 18、上彈簧 19、托盤20、下彈簧 21、平墊實施例1按附圖給出的形狀，采用熔點較高，導電性較好的低碳鋼將底陽極本體(1)，整體澆鑄成型，機械加工接線盤(5)下面的導電面，與絕緣管(7)內徑相配合的底陽極本體(1)外徑，以及加工與緊固螺母(9)和端蓋(12)連接的外螺紋。端蓋(12)及進水管(13)、出水管(10)另加工，底陽極本體(1)直徑隨不同功率的直流電弧爐而改變，一般按0.4－0.8A／mm2的額定電流密度計算。接線盤(5)以下部位因沒有電流通過，結構尺寸基本不變。底陽極本體(1)總長度一般在900－1400mm之間。底陽極本體(1)的導電鋼棒直徑一般不超過160mm。導電鋼棒外側的熱電偶(3)槽尺寸按熱電偶保護套管外徑設計，裝好套管不高于導電鋼棒外徑為好。熱電偶(3)的測溫點即開槽的上止點。可開2－3條槽，埋設2－3根熱電偶(3)以監測不同高度的底陽極導電鋼棒溫度，設置報警溫度安全使用水冷底陽極。底陽極水冷空腔深入爐底100－200mm，測溫點可設在水冷空腔頂面以上50、100、150mm。接線盤(5)的水冷電纜連接孔中心距隨底陽極本體(1)的導電水冷段直徑變化，一般為230－340mm，與端蓋(12)連接的螺紋尺寸為M60×3，進水管(13)直徑為20mm，出水管(10)直徑為15mm，進水壓力0.2－0.4MPa，水流量6－20Nm3／h。進出水管(13)(10)和端蓋(12)分別加工后焊為一體。端蓋(12)旋緊在底陽極本體(1)上，其進水管(13)上端距水冷空腔頂面留有10－20mm間隙。雙頭螺栓(17)螺紋為M36，柱面直徑∮40mm，總長度為500－600mm，數量隨底陽極系統重量而定，按每根吊掛50Kg重量考慮，最少四根，成偶數增長，即4、6、8根……。彈簧(18)(20)長度80－140mm，內徑≥雙頭螺栓(1)柱面直徑，單只彈力范圍2～6×102N，以在正常使用狀態下，包括鋼水靜壓力在內的整個底陽極系統，重量在下彈簧(20)×數量的彈性限度范圍內為標準。絕緣管(7)和絕緣環(8)材質可用尼龍－6、玻璃鋼等，托盤(19)采用低合金鋼鑄造為毛坯，機械加工中心孔內徑與平面，加工外環上與雙頭螺栓(17)柱面配合的通孔。爐底法蘭盤(14)用低合金鋼鑄造成型，機械加工邊孔，其數量與托盤(19)外環孔數及雙頭螺栓(17)數相同，孔的圓周角分布相同，孔中心距與托盤(19)外環孔中心距相同，以保證吊掛固定時的同心度。
以單底陽極式直流電弧爐為例，將爐底法蘭盤(14)按圖1所示焊接在爐底鋼板(4)的中心，并在爐底鋼板(4)中心開出規則圓孔。圓孔直徑大于底陽極本體(1)鋼棒直徑50－60mm。在托盤(19)中心孔鑲裝絕緣管(7)。底陽極本體(1)從下部套上檔圈(6)后，垂直插入絕緣管(7)，使底陽極本體(1)借助于檔圈長座在絕緣管(7)帶沿一側的平面上，露出托盤(19)下平面的底陽極本體(1)套上絕緣環(8)，用緊固螺母(9)壓緊，使底陽極本體(1)與托盤(19)通過絕緣層結為一體。壓緊底陽極本體(1)時，注意使接線盤(5)上的接線孔與托盤(19)邊孔錯開，以使水冷電纜從托盤(19)的空洞向上插入接線盤。將端蓋(12)內墊入密封膠圈(11)旋緊在底陽極本體(1)上。將所有的雙頭螺栓(17)套上上彈簧(18)穿入托盤(19)的邊孔，再套下彈簧(20)，加平墊(21)用螺母(15)壓住。將底陽極本體(1)垂直向上插入爐底法蘭盤(14)和爐底鋼板(4)的預留孔，雙頭螺栓(17)上頭分別插入爐底法蘭盤(14)邊孔，加墊片(16)用螺母(15)緊固，把托架連同底陽極懸吊在爐底法蘭盤(14)上。對所有雙頭螺栓(17)的螺母(15)進行統一調整，保持托盤(19)水平懸置在雙頭螺栓(17)上的上下彈簧(18)(20)之間，使托盤連同底陽極可隨重力變化在一定范圍內垂直運動，徑向呈剛性。底陽極固定完畢，即可按標準砌筑或打結爐底耐火材料，底陽極本體(1)導電鋼棒略高出爐底耐火材料20－30mm。
實施例2較大噸位直流電弧爐可用2－3套本實用新型系統。底陽極本體導電鋼棒最大不超過160mm為易。其他同實施例1。
權利要求1.一種直流電弧爐鑄鋼水冷底陽極裝置，其特征在于它是由底陽極本體、接線盤、檔圈、絕緣管、絕緣環、緊固螺母、密封膠圈、帶有進出水管的端蓋、測溫熱電偶、爐底法蘭盤、帶有定位凸臺的雙頭螺栓、墊片、螺母、托盤和上、下彈簧組成，底陽極本體和接線盤整體鑄造成型，并有軸向測溫熱電偶溝槽。
2.根據權利要求1所述的直流電弧爐鑄鋼水冷底陽極裝置，其特征在于插在托盤中心孔內的底陽極通過絕緣管和絕緣環與托盤之間絕緣。
3.根據權利要求1所述的直流電弧爐鑄鋼水冷底陽極裝置，其特征在于底陽極本體的固定形式為彈性吊掛結構。
專利摘要本實用新型涉及電冶金行業的直流電弧爐用水冷底陽極裝置。它是由底陽極本體、擋圈、絕緣管、絕緣環、緊固螺母、有進出水管的端蓋、爐底法蘭盤、雙頭螺栓、螺母、墊片、上下彈簧、托盤、測溫熱電偶、密封膠圈組成。底陽極本體整體鑄鋼成型，固定形式為彈性吊掛結構。特點是結構簡單、整體強度好，軸向可隨重力變化在彈性范圍內自由升降，徑向剛性好，安全可靠，使用壽命長，成本低，拆裝方便，適用于中下噸位的直流電弧爐。
文檔編號H05B7/00GK2184910SQ9422507
公開日1994年12月7日 申請日期1994年1月13日 優先權日1994年1月13日
發明者謝力, 徐延軍, 呂英華 申請人:冶金工業部鞍山熱能研究院