專利名稱：作為用于電熱渣熔煉爐的替換底部的電極布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電熱渣熔煉爐的電極布置，具體而言，涉及用于通過碳高溫還原方法生產(chǎn)鋁的爐。
背景技術(shù)：
在電熱渣熔煉爐中，電極垂直定向并通過爐的頂部，插入熔融渣中。電極被提供給交流電以通過電阻加熱來(lái)加熱渣。通常，三個(gè)垂直的電極用在電熱渣熔煉爐中。為了允許電流流經(jīng)所述渣，爐子的底部爐襯可導(dǎo)電，并構(gòu)成用于電流的零點(diǎn)。這種爐子的一個(gè)示例在美國(guó)專利No.6440193中公開。此專利涉及鋁的碳高溫還原制造的方法和反應(yīng)器，其中三氧化二鋁(Al2O3)和碳化鋁(Al4C3)的熔融渣池在單獨(dú)的室中制造。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在電熱熔煉爐中使用可導(dǎo)電的底部爐襯具有多個(gè)缺點(diǎn)。底部爐襯的缺點(diǎn)之一是由于底部襯底上的高耗損，減小了底部爐襯的壽命，以及對(duì)底部爐襯的修復(fù)和替換是經(jīng)常的。底部爐襯上的高耗損是由于底部爐襯所承受的高溫引起的，因?yàn)榈撞繝t襯是流經(jīng)爐的渣的電流的零點(diǎn)。對(duì)于導(dǎo)電底部爐襯的另一個(gè)主要缺點(diǎn)在于當(dāng)爐子關(guān)閉時(shí)，由于在關(guān)閉的過程中渣的固化或者凍結(jié)，重啟爐子困難。相應(yīng)地，需要一種電熱熔煉爐，所述電熱熔煉爐具有電極布置，所述電極布置作為電接觸件替換底部爐襯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要的目的在于提供一種改進(jìn)的電極布置，所述電極布置用于電熱熔煉爐中，消除了現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)問題。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)位于爐的側(cè)壁中的一個(gè)或者多個(gè)接觸件可以用作爐中的電流的零點(diǎn)，由此作為電接觸件替換爐子的底部爐襯。使用側(cè)壁接觸件比使用爐的底部作為接觸表面提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
寬泛地，本發(fā)明可以限定為一種用于電渣熔煉爐的電極布置，所述電極布置具有被供給電流且浸入液體渣池中的垂直電極，所述電極布置的特征在于爐子具有一個(gè)或者多個(gè)側(cè)壁接觸件，側(cè)壁接觸件通過爐子的側(cè)壁延伸到爐內(nèi)部。當(dāng)具有多于一個(gè)的側(cè)壁接觸件時(shí)，側(cè)壁接觸件都彼此電連接。相互電連接每個(gè)側(cè)壁接觸件的目的是使每個(gè)側(cè)壁接觸件處于用于電流的相同零點(diǎn)上。
優(yōu)選地，當(dāng)具有多于一個(gè)的側(cè)壁接觸件時(shí)，所有的側(cè)壁接觸件圍繞爐側(cè)壁的圓周均勻地間隔開。更為優(yōu)選地，具有至少三個(gè)側(cè)壁接觸件，所述側(cè)壁接觸件圍繞爐側(cè)壁的圓周均勻地間隔開。
優(yōu)選地，側(cè)壁接觸件是在操作的過程中在爐中消耗并從爐之外可替換的碳體。優(yōu)選地，在爐的側(cè)壁中具有開口以允許側(cè)壁接觸件進(jìn)入爐中。每個(gè)開口設(shè)有用于在側(cè)壁和側(cè)壁接觸件之間保持氣密和液密密封的密封裝置。優(yōu)選地，密封裝置允許接觸件徑向運(yùn)動(dòng)到爐內(nèi)部，以補(bǔ)償耗損或者側(cè)壁接觸件的消耗。優(yōu)選地，爐設(shè)有用于將每個(gè)側(cè)壁接觸件徑向移動(dòng)到爐中以補(bǔ)償側(cè)壁接觸件上的耗損的移動(dòng)裝置。優(yōu)選地，每個(gè)側(cè)壁接觸件設(shè)有移動(dòng)裝置，每個(gè)側(cè)壁接觸件可以獨(dú)立于其它側(cè)壁接觸件移動(dòng)以在爐中提供用于側(cè)壁接觸件的單獨(dú)的調(diào)節(jié)。
密封裝置也與側(cè)壁電絕緣。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，一個(gè)或者多個(gè)側(cè)壁接觸件是中空的，并設(shè)有用于通過中空接觸件供料或渣形成成分同時(shí)防止渣流經(jīng)接觸件中的孔的裝置。
如本發(fā)明的電極布置中理解那樣，側(cè)壁接觸件相互電連接，并在爐中構(gòu)成用于電流的零點(diǎn)。側(cè)壁接觸件上的耗損可以通過時(shí)常徑向向內(nèi)移動(dòng)側(cè)壁接觸件而被補(bǔ)償。
由于本發(fā)明的電極布置，爐底爐襯不需要可導(dǎo)電，并且爐襯因此可以設(shè)計(jì)承受液體渣和存在于爐中的高溫。這意味著用于形成爐底爐襯的材料可以只基于其承受高溫和液體渣的能力。這樣，本發(fā)明就可以使用用于底部爐襯的材料，凍結(jié)的渣的底層形成在所述底部爐襯上。在底部爐襯上形成的凍結(jié)渣可以通過使用良好熱傳導(dǎo)材料以及將底部進(jìn)行外部冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，使用不導(dǎo)電的底部爐襯指的是底部爐襯不需要與爐的剩余部分電絕緣。
優(yōu)選地，本發(fā)明的爐設(shè)有出渣口，所述出渣口在低于側(cè)壁接觸件的水平上放置在爐的側(cè)壁中。這允許渣從爐流到側(cè)壁接觸件的水平之下，這樣使得其更容易重啟爐子。


本發(fā)明的這些和其它方面可以通過參照下面的一個(gè)或者多個(gè)附圖而完全理解圖1是根據(jù)本發(fā)明設(shè)有側(cè)壁接觸件的渣熔煉爐的垂直剖視圖；圖2是沿著圖1的A-A的水平視圖；及圖3是與圖2所示相似的本發(fā)明的所述爐的水平視圖，除了側(cè)壁接觸件是中空的之外。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，熔煉爐1具有爐槽(furnace pot)，所述爐盤具有側(cè)壁2和底部或者底部爐襯3。底部爐襯3優(yōu)選地包括電絕緣耐熔材料。爐1設(shè)有三個(gè)傳統(tǒng)的垂直碳電極4。電極4設(shè)有保持件和滑動(dòng)裝置5，以允許電極和電流夾具6垂直運(yùn)動(dòng)以便將將來(lái)自電源(未示出)的電流以傳統(tǒng)的方式提供至電極4。
四個(gè)水平側(cè)壁接觸件7通過爐1的側(cè)壁2中的開口8，從而側(cè)壁接觸件7延伸到爐1的內(nèi)部17中。側(cè)壁接觸件7通過電導(dǎo)體9相互電連接。側(cè)壁接觸件和它們的電導(dǎo)體9接地以為電流提供零點(diǎn)，但是它們沒有連接到電源。每個(gè)側(cè)壁接觸件7具有防止液體渣通過開口8逃逸的密封裝置10。密封裝置10也將側(cè)壁2與側(cè)壁接觸件7電絕緣，并允許側(cè)壁接觸件7水平運(yùn)動(dòng)到爐1中。這樣的密封裝置是傳統(tǒng)的，并典型地被用于用在爐的側(cè)壁中的電極。
出渣口11安置在爐1的側(cè)壁2中，以允許熔融的渣從爐1移除到低于側(cè)壁接觸件7的高度的水平。此出渣口是傳統(tǒng)的，并以傳統(tǒng)的方式操作。
為了調(diào)整側(cè)壁接觸件7延伸到爐1中的深度，移動(dòng)裝置12與每個(gè)側(cè)壁接觸件7一起使用。移動(dòng)裝置12將接觸件7移動(dòng)到爐中。移動(dòng)裝置12是傳統(tǒng)的，并可以用傳統(tǒng)的方式來(lái)操作。
側(cè)壁接觸件7優(yōu)選地是傳統(tǒng)的碳體，所述碳體在熔煉工業(yè)中使用以在熔煉爐中導(dǎo)電。當(dāng)側(cè)壁接觸件7在爐1內(nèi)損耗時(shí)，移動(dòng)裝置12將接觸件7移動(dòng)到爐1中。如圖1所示的另外的碳體7A連接到側(cè)壁接觸件7的端部，所述端部延伸到爐之外，以連續(xù)地將側(cè)壁接觸件7供給到爐中。這樣的碳體是傳統(tǒng)的，如同將多個(gè)碳體彼此連接的裝置是傳統(tǒng)的一樣。
一個(gè)或者多個(gè)側(cè)壁接觸件7可以是中空的。圖3與圖2相似，除了下述的事實(shí)之外接觸件13是中空的并具有用于將渣形成成分通過開口15供給到爐1的裝置14。中空側(cè)壁接觸件13的使用允許料(charge)或者渣形成材料被供給到爐1。爐1的側(cè)壁2中用于將料供給到爐1的開口15的使用是用傳統(tǒng)的設(shè)備以傳統(tǒng)的方式操作。
權(quán)利要求
1.一種用于電渣熔煉爐的電極布置，所述爐包括限定爐內(nèi)部的底壁和至少一個(gè)側(cè)壁，所述爐具有用于供給交流電的垂直電極，所述垂直電極用于浸入液體渣池中，所述電極布置的特征在于所述爐具有通過所述爐的側(cè)壁延伸到爐內(nèi)部的至少一個(gè)側(cè)壁接觸件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極布置，其特征在于兩個(gè)或更多個(gè)側(cè)壁接觸件和全部側(cè)壁接觸件相互電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極布置，其特征在于至少三個(gè)側(cè)壁接觸件繞爐側(cè)壁沿圓周均勻地間隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極布置，其特征在于所述側(cè)壁接觸件是插入到所述爐的側(cè)壁中的密封開口內(nèi)的碳體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極布置，其特征在于每個(gè)側(cè)壁接觸件設(shè)有用于將側(cè)壁接觸件徑向地移動(dòng)到所述爐中以補(bǔ)償側(cè)壁接觸件的耗損的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極布置，其特征在于所述側(cè)壁接觸件是中空的，并具有用于通過中空接觸件供給渣形成成分的裝置。
7.一種用于在電渣熔煉爐中加熱大量的渣的方法，所述爐包括限定爐內(nèi)部的底壁和至少一個(gè)側(cè)壁，在所述內(nèi)部之上的多個(gè)垂直電極，和延伸到所述內(nèi)部中的至少一個(gè)側(cè)壁接觸件，所述方法包括使來(lái)自所述垂直電極中的至少一個(gè)垂直電極的交流電通過所述內(nèi)部中的大量的渣并到所述側(cè)壁接觸件中的至少一個(gè)側(cè)壁接觸件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述側(cè)壁接觸件中的至少一個(gè)側(cè)壁接觸件是中空的并且限定開口，所述方法進(jìn)一步包括將渣形成成分通過所述開口供給到所述爐內(nèi)部中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述底部包括爐襯，所述爐襯包括電絕緣耐熔材料。
全文摘要
一種電極布置，使用了與側(cè)壁接觸件(7)一起使用的垂直定向的電極(4)，所述側(cè)壁接觸件(7)用于電熱熔煉爐(1)，用于鋁的制造。側(cè)壁接觸件(7)徑向可移動(dòng)到爐(1)中以補(bǔ)償接觸件上的耗損。側(cè)壁接觸件(7)可以是中空的以允許渣形成料被供給到爐(1)中。
文檔編號(hào)C22B21/02GK1839290SQ200480024215
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2004年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月23日
發(fā)明者簡(jiǎn)·亞瑟·昂, 喬恩·克里斯坦·布林奇, 凱·約翰森 申請(qǐng)人:阿爾科公司, 艾科姆公司