组合把持器矿热炉电极壳参数的合理选择
矿热炉电极把持器系统选型比较
两种技术各有优缺点。就电极柱设备而言，压 力 环 式 把 持 器 结 构 复 杂 ，设 备 重 量 重 ，投 资 高 ，但 其超负荷能力大，电极直径可按计算值选取，保证 了电极直径的合理性。此外，目前铜瓦使用寿命已 达 5～7 年，如果压力环和水冷大套不出事故，电极 把持器几乎无须检修。
波纹管压力环式把持器投资相对较高。从导 电过程来看，其导电面为铜瓦的内表面，导电面积 大，电流密度低，导电过程产生的热量少。在铜瓦 内部还设置有循环冷却水系统，导电过程产生的 热量被循环冷却水及时带走，所以升降电流，包括 急剧升降电流过程对设备运行基本没有影响。从 波纹管压力环式把持器结构来看，在传统铜瓦压 紧方式的基础上做了明显改进，在波纹管内通入 带压的液体介质使波纹管伸长，从径向方向压紧 铜瓦（即通过液压系统来实现压紧）。液压系统的
3 把持器系统结构及技术分析
波纹管压力环式把持器 （简称压力环式把持 器） 和组合式把持器是目前铁合金行业内矿热炉 装备的两种主流电极把持设备。压力环式把持器 以 Demag（德马克）炉型为代表，主要应用在铁合 金行业，组合式把持器以 EIKem（埃肯）密闭炉型 为代表，主要应用在化工行业的电石炉上，其各有 优缺点，均为成熟的技术。
1 引言
矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，主要生产 硅铁、锰铁、铬铁、镍铁、硅锰合金、工业硅等铁合 金以及电石等化工原料。电极把持器系统是矿热 炉机械设备的核心部分，它的作用是将强大的电 流传递到电极端头，在炉内进行电弧燃烧把电能 转化为热能，来达到炉内冶炼所要求的工况，同时 可以进行电极的压放和升降，以达到延续和调节 电极烧结速度，使电极连续不断工作的目的。文章 对两种主要电极把持器系统进行介绍和比较。
矿热炉(电炉、电弧炉)电极壳制作、安装质量把控方法与措施
矿热炉（电炉、电弧炉）电极壳制作、安装质量把控方法与措施2019年10月3日造成组合把持器式矿热炉热停炉的原因众多，如：绝缘损坏放电、炉盖漏水、水冷电缆损坏等等，排除这些故障所需时间长，检修环境恶劣，笔者经过多年的摸索和经验，发现电极壳的制作质量、电极过烧、筋片圆周定位等都会影响矿热炉发生这些故障。
今天我们先来说说电极壳的制作质量要求。
由于组合把持器式电炉的立柱系统结构紧凑。
电极壳与把持筒及底部环等元件的间距小，增大了打火放电的概率。
所以对电极壳的单件制作和整体焊接后的形状精度要求较高。
否则打电现象频繁发生。
为了安全连续生产，以下方面必须严格把关：(1)控制弧板的下料长度、宽度、以及对角线的误差不得大于1mm。
(2)压弧胎两个定位点距离中心线位置必须一致，见图5-中，压弧完成之后，检査同一侧的导电筋板两端宽度误差要小于0.5mm，否则说明导电筋与弧板端面不垂直，焊接后导电筋板会产生累计螺旋，到下部与接触元件不重合。
(3)压型后的弧板半径一致，并且与组对胎的定位面相吻合，才能保证电极壳的圆度。
(4)关于组对胎及现场焊接时的要求①保证组对胎中心高与缝焊机中心高一致。
②组对胎行走轨道要直，轨道与缝焊机焊轮侧面平行。
这样可以保证焊道与筋片的纵向平行。
③分别旋转组对胎的夹紧端板，检查端面定位块的跳动值，数值要小于1mm。
④焊接时，气缸始终有足够的推力使弧板的端面与定位块始终保持接触状态。
⑤转动焊胎时，要两端同时用力，只扳动一端容易造成筋板倾斜。
⑥焊胎旋转定位支杆的平面要与焊胎中心线平行，若两端不一致，筋片会倾斜。
⑦缝焊机焊接电流要适当，过小会产生假焊，后果是轻则流油，重则开裂。
⑧缝焊机焊轮压力要适当，压力过大，焊道会出深沟。
造成导电接触面积减少。
⑨在筋板两端增加引弧板和收弧板可以提髙两端焊口质量。
⑩筋片是否螺旋的检査方法。
检查焊接好的筋片是否倾斜的的方法如图示的方法。
用直尺放在两块弧板折弯后的导电筋上面，直尺与电极筒的端面平行，说明筋片垂直，不平行就是筋片倾斜了。
钛渣电炉采用自焙电极与组合式把持器的探讨
（ 1） 保 证 折 弯 尺 寸 和 压 弧 尺 寸 ； （ 2）电 极 壳 在 组 装 缝 焊 时 ，调 整 好 筋 片 的 尺 寸 。尺 寸 不 能 保 证 将 影 响 到 电 极 壳 在 组合式把持器中的运动
电极水冷护屏是保护电极导电铜管和组合式把持器能够在高温下正常工作的保 护体，水冷护屏冷却效果的好坏直接影响到电极的正常工作。按照设计要求：我公 司 水冷护屏 进出冷却 水管设计 为Φ25， 冷却水在 冷却设备 后，出口 温度≤55℃。在
5.1 电极不能正常压放的原因： 组 合 式 把 持 器 电 极 跟 铜 瓦 电 极 有 很 大 的 区 别 。组 合 式 电 极 对 电 极 壳 的 夹 紧 主 要 是 靠 组合式把 持器（又 称导电元 件）对电 极壳的10组 筋片进行 夹紧。而 铜瓦电极 则是
靠 铜 瓦 抱 紧 电 极 壳 ，铜 瓦 式 电 极 压 放 非 常 简 便 容 易 。而 组 合 式 电 极 压 放 稍 微 复 杂 些 ， 所以组合式把持器电极不能正常压放会给生产带来一系列的影响。
心应力。加之在实际操作中不停地提升和下降电极，造成电流波动，电极硬断事故 多。电极硬断事多发生在钛渣熔化后，由于补加焦碳较多，钛渣液面反应剧烈，液 面急剧上升。这样导致电流增大，电极振动剧烈。液面与电极接触面积小，电极受 电流作用力容易发生摆动，加之电极自重力的作用，均易导致电极事故的发生。 3.3 处理软断的方法
电极在冶炼过程中，如不把焙制速度和压放速度结合起来经常会发生软断。软 断一般发生在冶炼后期提高功率的情况下，软断后，电极筒内的电极糊会从电极壳 掉落至电极下方堆积，掉下的电极糊遇到炉内高温迅速粘结为一体。形成一堆如山 峰状的电极糊。由于电极糊在经过高温预热后会变得非常坚硬。在重新焙制前，需 使用吹氧管对电极糊进行吹烧。接着对电极下方周围的物料进行清理，尽量保证其 下 方平整，再压放电 极壳，保 证电极壳 露出电极 底环的长 度在1500mm左右 ，然 后把 电极下降至炉内事先平整好的位置上，从料仓下钛矿至电极周围，尽量让钛矿把电 极壳埋入200mm以上的 距离。最 后通电按 焙制技术 规范进行 焙制。 4 生产中合理停送电 4.1 一般停电方法
组合式把持器在矿热炉上的运用
图 １
１ 一 左接触元件 ； ２ 一右接触 元件 ； ３ 一 压紧螺 栓 ； ４ 一压 紧螺栓 垫 ； ５ 一 压紧螺母 ； ６ 一 压紧防松螺丝 ； ７ 一碟簧
作者简介 ： 李如恒（ １ ９ ７ １一） ， 男， 工程师。１ ９ ９ ４年毕业于云南
是组合把持器的主要工艺特点。 ２ ． ２ 结构 尺 寸小 。 可靠性 高 组合 把持 器从 工艺 上解 决 了受 电面 刺火 的 问 题， 采用组合式把持器的矿热炉 ， 电机壳是在专用 模具 中经对 焊接 焊制 而 成 ， 具有精度高， 焊 接质 量 好 。因 此接 触元 件 的馈 电 面积 比较 稳 定 ， 不 会 因 为 电极 变形 而受 到影 响 。 另外 ， 组 合 把持 器 的体 积 大 约 是 同容 量 矿 热 炉导 电颚板 的 １ ／ ２左右 ， 由于其 工 艺 结 构 尺寸 小 ， 对密 闭 炉炉 盖 的工 艺设 计有 很 大优 势 。
（ １ ） 提高炉子操作 电阻和负荷 ， 增加 电极 的消耗 ； （ ２ ） 更 换底 部环 密封 ；
组合把持 器 夹紧力
把 持 器 在 生 产 中容 易 出 现 的 问 题 ， 提 出解 决 办法 。
［ 关键 词］ 矿热炉
矿热炉电极把持系统主要有 导电颚板 和组合式 把持系统两种形式 ， 由于导 电颚板存 在容 易刺火 ， 故 障率高， 维修成本高等缺点 ， 已经被大多企业所淘汰。 起而代之的是结构更先进的组合 式把持器 。 我 国 自上 世 纪 ８ Ｏ年 代 末 引进 了挪 威 Ｅ ｌ ｋ ｅ ｍ 公司 ２ ５ ． ５ Ｍ Ｖ Ａ 密 闭 电石 炉 至 今 已有 ３ ０个 年 头 了。Ｅ ｌ ｋ ｅ ｍ组 合 式把 持 器 具 有 结构 合 理 、 寿命 长 、 电极运行安全、 单元元件独立载流能力大的特点 ， 是将 电极及 把 持 系 统 、 导 电系 统 于 一 体 最 先 进 的 组合 式 把持 器设 备 的体 现 。
组合把持器矿热炉电极壳参数的合理选择
ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｇｖ ｓ ｄ ｔｉ ｄ ｄ ｓ ｒ ｔ ｎ ｆ ｒｓ ｌ ｃｉ ｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｅ ｅｅ ｔｏ ｅ ｓ ｅｌｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ａ ｄ ａｍ ｔｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｅ ｏ ｅ ａａ ｔｒ ， ｉｅ ｅ ａｌ ｅ ｃ ｉ ｉ ｏ ｅｅ ｔ ｔ ｏ ｆｔ ｌｃ ｒ ｄ ｈ ｌ ａａ ｔｒ ｎ ｉ ａ ｈ ｎ ｅ ｂ ｆ ｒ ｅ ｐｏ ｏ ｈ ｈ ａ ｄ ａ ｔｒｔ ｅ ｅｅ ｔ ｄ ｈ ｌ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｔ ｅ ｂ ｓ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ａ ｃ ｌ ｉｎ ｏ ｅ ｅｅ ｔｏ ｅ ｓ ｅｌｉ ｃ ｎ ｌ ｄ ｄ ｉ ｎ ｆ ｌｃｒ ｅ ｓ ｅｌ ａ ａ ｔｒ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ， ｈ ｅ ｔ ａ ａ ｔｒｃ ｌ ｕ ａ ｏ ｆ ｈ ｌｃ ｒ ・ ｈ ｌ ｓ ｏ ｃｕ ｅ ， ｔ ｅ ｈ ｏ ｔ ｔ ｄ ｈ ｓｒ ｆｒ ｎ ｉｌｍｅ ｎ ｎ ｏ ｅ ｏ ｓ ｕ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｎ ｆｒ ｏ ｌｃ ｒ ｕ ｎ ｃ ． ａ ｅｅ ｅ ｔ ａ ｉ ｇ ｆ ｒｎ ｗ ｃ ｎ ｔ ｃｉ ｎ ｒ ｓ ｍ ｆｅｅ ｔｉ ｆ ｒ ａ ｅ ａ ｒ ｏ ａ ｏ ｃ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｓ ｂ ｒ ｅ ｒ ｕ ａ ｅ ｅｅ ｔ ｄ ， ｌｃｒ ｄ ｈ ｌ， ｅ ｉｎ ｐ ｒ ｍｅｅ ｙ ｒ ｓ ｕ ｍｅｇ ｄ ａ ｃｆ ｒ ｃ ， ｌｃｒ ｅ ｅｅ ｔ ｅ ｓ ｅｌ ｄ ｓｇ ａ ａ ｔｒ ｎ ｏ ｏ
２１ ０ ２年 第 ３期 总 第 ２ ４期 ２
铁
合
金
２ １ ＮＯ ３ ０ ２ ． Ｔｏ ．２ ｔ ４ ２
ＦＥ ＲＲｏ． ＡＬＬｏＹＳ
组合把持器矿热炉 电极 壳参数 的合理选择
王焕 章 杨 九 岩
（ 中钢 集 团吉林铁合 金 股份有 限公 司 吉林 中国 １ ２ ０ ） ３０２
组合把持器式电极柱结构简介及主要工作参数计算
产 ＝ １２ｍ 争 孚＿１ ｍ ．５ １
式 中：
一
．
２７ 冷却水 供应装 置 ． 电石炉 正常运 行 中 ， 电极柱 下部插入 炉 内 ， 境 环 温度 １０ ￣以上 ， ００ 因此 电极柱 下部底 环 、 接触 元件 及
一
碟簧 组的负荷 ； 单个碟 簧的负荷 ； 碟簧组 变形量 ；
腔 内液压油返 回油站 ， 回路 设有单 向溢 流阀 （ 阀心钻 ２ ｍ孑） 电极柱 匀速下降。 ｍ Ｌ， 电极柱 另设有辅助 吊挂
装置 ， 在事故状态或安装前期使用 ， 能够保证电极柱 处于上 限或下 限位置 ， 工作 时辅助 吊挂装置需拆 正常
除。
２ 电极柱主要结构组
电极柱主要包括 电极升降装置 、电极压放 装置、
放平台还配置有辅助夹持器 ， 在安装前期及事故状态 下， 辅助夹持装置可 以用来 固定 电极 。 ２３ 电极进给 变送 器 。
电极进 给变送器 用于测量 电极进给量 ， 馈到 并反 主控室 ， 监控 电极压 放。 ２４ 电极加热装置 。 电极加热装置通过加 热风机 向电极筒 内吹 热风 ， 加热 电极糊 ， 保证 电极糊 处于恒 温状 态 ， 提高 电极焙
一
１ 一 ４
重工 与起重技术
ＨＥ ＡＶＹ ＮＤ Ｔ ＡＬ＆ Ｈ０Ｉ １ ＮＧ ＭＡＣＨＩ ＲＹ Ｉ ＵＳ ＲＩ Ｓ’ Ｉ ＮＥ
轮与 电极柱 之 间的压紧力 ， 更好地提供导 向作用 。
Ｇ ／ １７— ０５ １ Ｂ Ｔ ９２ ２０ 表 的规定。）
，
２６ 吊挂套简 ． 吊挂套筒上 、 下部分别与 电极柱 上部和底部装 置
进行计算 。
电极升 降装置 采用液压 驱动 ， 由两个升 降油缸 组 成。 缸体倒挂 固定 ， 活塞杆 与压放平 台联 接 。 电极 需 当 要上 升时 ， 油打入有 杆腔 ， 液压 活塞杆缩 回 ， 上升速度 可 以通过改变系统压力来调整 ；当电极 需要下 降时 ，
矿热炉电极把持器的设计与改进探讨
上 提 , 以斜度压 力夹 紧 电极 。 此种 结 构应 用在 某些矿 热 炉 如工业 硅 生产 中有一 定 的难 度 。 要 求铜 瓦 的 加 工和安 装精 度要 高 , 铜瓦 的厚 度要 均 匀 , 且 安装 时 铜 瓦 的斜 面均要 一致 。在 电极 周 围形 成均 匀 的锥度 并 与锥形 环把 持器外 套 内部锥 度相 吻合 。另外 , 锥形
图
组合式把持姗
高 。 目前 我 国 中小 型矿 热炉 生产 很 难 实现 规模 化 经
营 , 近 几年 来 , 由于矿 热 炉容 量 逐步 向 以上
使用 。
组 合式把 持器 由接触 元件 材料 为高 导 电率 铜 底环 、 保护屏 、 密封材 料 等组 成 。 、
作者简介
收 稿 日期
作 , 从 而 保 证 电 炉 的工 作安 全 、 稳 定 运 行 ,为 提 高 产 品质 量 、 降 低 消耗 、 提 高企 业 经 济 效 益 , 奠定 良好 的
基础 。
曾朝 泽
男,
年
月 出生 ,
年 毕业 于兰 州理 工 大学 , 高级 工程 师 ,拥 有 多项 发 明专 利 。 现 从事 高 级技 术管 理 工作 。
对 铜 瓦 产 生 压 力 压 紧 电极 。 此 种 结 构 是 上 一 种 结
纹管 压力 环式 把 持器 是 一个 方 向 , 鱼 待实 现 国产 规
模 化 , 特 别是 在 大 型 矿 热炉 如工 业 硅 炉 、 锰硅炉 、 铬 铁炉 以及 大 型 电石 炉生 产 上 的应用 , 应会 同有 关专 家 、 学者 、 科 学 院所 进 行 研 发 , 以提 高矿 热 炉 生 产大
半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案
半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案33000KVA半封闭式工业硅矿热炉技术方案1电炉设备1.2 电炉设备设计1.2.1矿热炉设备设计要求矿热电炉采纳半封闭型式，采纳铜瓦压力环式电极把持器，电炉炉底通风冷却，炉体采纳旋转炉体，炉体测温，变压器长期具备20%的长期超负荷能力。
短网系统、铜瓦、进线电缆都长期具备20%以上的超负荷能力。
烟道与炉盖之间设置了可靠绝缘。
液压系统采纳组合阀，并设置储能器。
电极升降油缸上、下两端均设绝缘加以爱护。
高压油管两端全部带绝缘。
为防止电极偏斜，设计时在炉盖、平台及电极导向装置，电极导向装置设绝缘。
所有管道均设管道沟，便于检修。
闸阀采纳不锈钢丝杆，以增加其使用寿命。
每组分水器设3路备用水路，分水器阀门采纳不锈钢或铜球阀，分水器给、回水路布局合理。
炉盖采纳框架式水冷结构，中心区采纳不导磁材料制作。
电炉烟道在二、三楼之间设水冷段，以降低烟气温度。
1.2.2工艺设计要求电炉厂房柱子跨距按6m、7.5m布置。
电炉车间分设四个跨区，分不是变压器跨（偏跨）7.5m、电炉跨18m、浇注跨24m、成品跨18m。
电炉跨初定为五层平台分不为：a)+0.0m出渣铁轨道平台包括铁道、出铁车和铁包、出渣车和渣包等。
其中+2.4m平台为局部出铁操作平台：该平台正对出铁口，包括烧穿器、出铁挡板等出炉工具等。
b)+7.0m电炉炉口操作平台电炉操纵室运算机室布置在此平台上，冷却水系统的分水器和回水槽布置在该平台上、炉口操作工具等。
C)+11.8变压器放置平台电炉设有三台单相变压器，放置在此平台上成三角形布置，为方便变压器安装、检修、更换设有变压器吊装孔。
d)+18.3m电极升降机构平台平台空间内安装有电极升降、压放装置及电炉料管插板阀。
液压站也布置在此平台上。
e)+24.8m电炉电极支承及接长电极壳、加入电极糊及加料平台炉顶料仓座在此平台上。
环形加料机及布料皮带均布置在该平台上，此层平台布置有可储存5～8批混合料的中间过度料仓。