Дуговая печь постоянного тока Советский патент 1993 года по МПК H05B7/11 

Изобретение относится к электротермии.

Цель изобретения - повышение стойкости электрода.

На фиг.1 представлено схематическое изображение дуговой печи; на фиг,2 - продольный разрез подины печи.

Дуговая печь состоит из внешней металлической оболочки 1, внутри которой находится футеровка 2. В печи расположена металлическая масса 3., расплавляемая электрическими дугами, горящими между ней и электродами А. Подвод тока к массе 3 осуществляется электродом 5, выполненным в виде металлического стержня, верхний торец которого установлен в днище подины, а нижний торец соединен с водоох- яаждаемым наконечником б, предназначенным для соединения с выводом источника питания. Нижняя часть электрода 5 и наконечника 6 окружены гильзой 7 из теплопроводного материала, причем электрод 5 установлен в гильзе с зазором 8, а между наконечником 6 и гильзой 7 предусмотрен лишь механический лифт, необходимый для перемещения наконечника 5. Охлаждение электрода 5 обеспечивается отводом тепла от гильзы 7 и наконечника, в дуговой печи имеется небольшое углубление, где после каждой плавки остается небольшое количество металла, предназначенное для облег-- чения плавления полой засыпки в самом начале процесса. В результате в холодном состоянии находящийся в углублении металл при остывании опирается на основание углубления, что вызывает подъем металлического стержня, который из-за теплового сжатия свободно перемещается относительно гильзы. При этом была замечено, что в конце цикла охлаждения продольное сокращение подвижного участка подового электрода может достигать нескольких миллиметров. В подъем стержня сопровождается появлением механических напряжений в системе упругого закрепления (приведенной в состояние сжатия или растяжения) при подаче напряжения на печь происходит плавление находящегося в углублении металла, затем начинает плавиться металличе- ский стержень. В системе упругого закрепления действуют механические напряжения от предыдущего сжатия и она возвращается в равновесное состояние, при этом она за счет оттягивания стержня от печи возвращает ее в исходное состояние. Наличие зазора между стержнем и гильзой способствует возвращению системы упру- того закрепления в исходное состояние. Вследствие радиального расширения стержня при нагреве, он не о казывзет боковое

давление на гильзу. Применение системы упругого закрепления позволяет в холодном состоянии, зазор между стержнем и гильзой возвращать стержень в исходном состоянии, что предотвращает сокращение длины стержня при продольной усадке. Кроме того, на внешней боковой поверхности гильзы 7 предусмотрены винтообразные параллельные друг другу выемки.

0 Для герметичного закрывания выемок

на гильзе 7 устанавливается металлический

кожух 9, снабженный по концам средствами

для входа и выхода охлаждающей жидкости,

, в качестве которой желательно использо5 вать воду, очищенную от минеральных частиц.

В нижней части наконечника 6 предусмотрена практически цилиндрическая полость 10, открытая с нижнего конца. В

0 полости 10 размещается сердечник 11 цилиндрической формы.

Для герметичного закрывания полости 10 предусмотрена металлическая пластина 12, в которой сделаны два отверстия для

5 герметичного сообщения с вводом и выводом для воды,

Электрическое соединение электрода 5 осуществляется через гильзу .7 и через наконечник 6, которые образуют две параллель0 ные ветви электрической цепи для подключения к электроду, продолжением электрической цепи служит медная пластинка 13, подсоединенная к выводу источника питания (не показанного на-черт,);

5 Пластика контактирует одновременно с гильзой 7 и с наконечником 6.

Для сохранения механического зазора, необходимого для перемещения электрода 5, между наконечником 6, гильзой 7 и пла0 стинкой 13 предусмотрены скользящие электрические контакты.

В рассматриваемом варианте конструкции также электрические контакты образуются тремя медными кольцами 14,

5 состоящими из элементов типа листовая пружина. Каждое кольцо вставляется в кольцевую выемку, выполненную во внутренней периферийной поверхности гильзы 7 и соединительной пластинки 13 с тем, что0 бы гибкая часть кольца 14 находилась в по- стоянном упругом контакте с боковой поверхностью наконечника 6.

Важной особенностью данного изобретения является то, что предусмотрена систе5 ма упругого закрепления наконечника 6, которая при начале плавки (подаче напряжения на печь) может отвести подвижную часть (а именно электрод 5 и соединенный с ним наконечник 6) в заданном при сборке исходное положение.

В изображенном на фиг,2 примере исполнения система упругого закрепления состоит в основном из пружин сжатия, образованных металлическими шайбами 15 конической формы, называемыми дисками Бельвили или тарельчатыми пружинами, собранными подвес противоположной конусностью. Пружины смонтированы на направляющей колонке 16 и опираются одним своим концом в подвижной упор 17, соединенный с подвижным участком наконечника 6, а другим концом - в неподвижный упор, соединенный с оболочкой печи и расположенный между оболочкой 1 и подвижным упором 17. В данном примере конструкции неподвижный упор образован пластинкой 13 электрического соединения, тогда как подвижный упор образован подвижным заплечиком 17, соединенным за счет сварки с пластинкой 12, закрывающей полость 10 наконечника 6.

Колонки 16 соединяются с пластинкой 13 винтовым соединением. На другом свободном конце колонок желательно предусмотреть демпфер 18, также образованный тарельчатыми пружинами. Такой темпфер устанавливается между заплечиком 17, подвижным вдоль направляющей колонки 16 и затяжной гайкой 19, позволяющей производить регулировку начального сжатия пружин. По концам каждой пружины предусмотрены плоские опорные шайбы 20.

Закрепление устройства по данному изобретению относительно оболочки печи выполняется с помощью опорной плиты 21, с которой сварным швом скрепляется кожух 9. Плита 21 устанавливается под оболочкой через электроизоляционную прокладку 22 и крепится коболочке 1 изолированными винтами 23.

Изобретение не ограничивается рассмотренным выше вариантом реализации и охватывает различные варианты, содержащие отличительные признаки, указанные в приложенных патентных притязаниях,

Так, электрические контакты 14, образованные медными кольцами из элементов типа плоских пружин, не обязательно должны иметь упругую опору на наконечник 6, Однако необходима упругая опора на гильзу 7 и медную пластину 12, в этом случае

углубления, в которых располагаются кольца, делаются на боковой поверхности наконечника.

Например, в качестве электрического

5 соединителя можно использовать саму крепежную пластину 21, в этом случае ее желательно изготовить из меди.

Упругое соединение подвижной части можно также обеспечить с помощью иных

0 средств. Систему из пружин сжатия можно заменить на систему из пружин, работающих на растяжение и подвергаемых удлинению при усадке сердцевины во время остывания. В этом случае.подвижной упор

5 17 должен быть помещен между-оболочкой печи 1 и неподвижным упором пружин.

Формула изобрете ния

1. Дуговая печь постоянного тока, с.о0 держащая корпус печи, в подине которого установлен электрод, выполненный в виде металлического стержня, верхний торец которого установлен в днище подины, а нижний торец соединен с наконечником и

5 водоохлаждаемую гильзу из тепло- и электропроводного материала, окружающую выступающий за пределы подины участок металлического стержня, отличающая- с я тем, что, с целью повышения стойкости

0- электрода, она снабжена системой упругого . закрепления металлического стержня, выполненной в виде пружин, закрепленных между неподвижным упором, связанным с печью, и подвижным упором, соединенным

5 с наконечником, а металлический стержень установлен в гильзе с зазором для компенсации его расширения и сжатия.

2. Печь по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что система упругого закрепления металли- 0. ческого стержня выполнена в виде пружин, закрепленных между неподвижнымупором, связанным с печью, и подвижным упором, соединенным с наконечником.

3. Печь по пп. 1 и2,отличающая- 5 с я тем, что при выполнении пружин в виде пружин сжатия неподвижный упор расположен между подиной печи и подвижным упором.

4. Печь по пп. 1-3, о тличающаяся 0 тем, что на концах пружин со стороны подвижных упоров установлены демпферы.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение стойкости электрода. Подвод тока к массе 3 осуществляется электродом 5, нижний торец которого, соединен с водоохлаждаемым наконечником 6, печь снабжена системой упругого закрепления электрода 5, выполненной в виде пружин 15, закрепленных между неподвижным упором 13 и подвижным упором 17, связанным с наконечником 6. Это позволяет в начале плавки отвести электрод 5 в заданное исходное положение. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.