[發明專利]兩相流一體化石英電阻爐

有效

• 申請號: 201110308176.X
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102530964A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 邱富仁
• 申請（專利權）人: 邱富仁
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 王彥明

技術領域

?本發明涉及一種石英生產加工技術，特別是一種兩相流一體化石英電阻爐。

背景技術

二氧化硅（SiO2?）在礦巖學中稱石英，石英礦石經過電爐熔煉后更具有獨特的物理、化學性質，如耐高溫、耐腐蝕、耐酸、熱膨脹系數小，高度絕緣，化學性能穩定、優異的光學性能和壓電效應等。人們除了在生活領域中大量地應用了石英這些特性外，同時還陸續開發了一大批高科技產品，為全球微電子工業，光伏產業、軍事工業等高科技產業做出了巨大貢獻。據統計僅我國裝備石英電阻爐數量已達到1000臺以上，年耗電量超過2×109kwh，熔融石英年產量達到80萬噸左右，年產值超過25億元。

石英電阻爐通過石墨電極加熱。在石墨電極周圍裝填石英礦石顆粒，石英顆粒在石墨棒1800°C以上的高溫作用下而逐步融化。熔煉過程大致需要10個小時左右的時間。在這個加熱過程中，石英爐體需要經常地作180°往返式翻轉。因為石墨電極耗電（以2噸電爐為例）一般為為8000A左右，所以要求爐前電纜的截面積必須達到6000mm²?以上，此大電流電纜據測算每公尺重量超過50公斤，以一根3公尺長的干式饋電纜計算，其重量高達150公斤，電爐的兩極各需要配置一根，如此300公斤重量的電纜還必須隨發熱的爐體作不斷地180度回轉，所以經常發生交叉纏繞、磨損、漏電；加之電爐的工作環境潮濕、高溫、多塵霧，又必然會大幅增加了電纜的接觸而腐蝕并加大了接觸電阻，致使電纜使用溫度上升，這種惡性循環的結果，造成電能的大量損耗與浪費。由于電爐的電流與水流分別運行，所以在操作中爐體到處都是電纜和水管；特別在熔煉結束開始卸料前，操作人員手忙腳亂，人身和安全事故時有發生。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種運行可靠、安全高效的兩相流一體化石英電阻爐。

本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種兩相流一體化石英電阻爐，包括一個裝在一根轉軸上可旋轉180度的圓形金屬筒體，在筒體內縱向設有一根石墨電極，石墨電極的兩端通過石墨電極套與設在筒體兩端的復合電極相接，復合電極通過電纜與爐前變壓器低壓側相接，在復合電極的四周設有爐蓋冷卻水鼓，其特點是：在石墨電極套的四周設有水冷套，水冷套包括內圈和外圈，內圈由石墨電極套構成，銅鐵復合材料構成的復合電極與外圈固定，所述電纜為水冷電纜，水冷電纜包括銅質芯線，在銅質芯線外包有蒸汽膠管，銅質芯線與蒸汽膠管之間為冷卻水通道，在水冷電纜與復合電極之間設有過渡接頭，過渡接頭設有與復合電極固定連接的兩相流導管，兩相流導管的一端通過冷卻水管與上述的水冷套相接，兩相流導管的另一端通過封體壓帽與過渡套相接，水冷電纜的銅質芯線與過渡套的內孔固定，過渡套上沿銅質芯線四周設有若干上下連通的過水孔，水冷電纜的蒸汽膠管套裝在過渡套上并通過卡箍束緊。

本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，所述水冷套與爐蓋冷卻水鼓之間連接有冷卻水管，筒體兩端的爐蓋冷卻水鼓之間通過冷卻水管相連通。

本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，在筒體的外側部設有水冷電纜收納滑輪組。收納滑輪組包括一只與筒體呈徑向布置并帶有限位環的滑輪、以及一對與爐體呈軸向布置的環抱式滑輪，當爐體翻轉時，水冷電纜的伸縮運動軌跡均控制在滑輪組的輪槽之內。

本發明與現有技術相比，石英電阻爐采用兩相流一體化導流結構，縮小了電纜截面20倍以上，大幅度降低了兩端電極間的接觸電阻，提高了設備運行的可靠性。減少輸水管用量，大幅度降低了爐體翻轉的重量。采用導向滑輪組后，可保證兩相流系統運行順暢，不會再發生類如管線交叉、纏繞或磨損漏電等現象發生。同時也令電阻損耗大幅降低，提高運行電壓，而且也大幅降低了設備運行事故，提高了運行效率。改善操作人員的勞動強度，有效降低了設備與人員安全事故，明顯地提高生產效率10%以上。

采用兩相流一體化系統可節電30%左右，如果在國內1000臺電阻爐上推廣使用后，從理論上講相當于省掉一座10萬千瓦的發電廠，折合節省年用電費約5億元（按平均電價0.7元/kwh計算），石英電阻爐的兩相流一體化系統不僅適用1~5噸石英電阻爐，同時也適用其它類似的礦冶爐。

附圖說明

圖1為本發明的結構簡圖。

圖2為過渡接頭的結構簡圖。

圖3為復合電極水冷套結構簡圖。

具體實施方式