[发明专利]一种升降移动式电极可调负压碳化硼精炼炉

说明书

技术领域

本发明属于热加工行业的冶炼设备，特别涉及一种电极可调负压碳化硼精炼炉的设计和实现方法。

背景技术

碳化硼，又名一碳化四硼，分子式为B₄C，通常为灰黑色粉末。俗称人造金刚石，是最硬的人造磨料之一。碳化硼具有高熔点(2450℃)、高硬度(莫氏硬度9.36，微氏显微硬度49Gpa)、高模量、密度小(2.52g／cm³)、耐磨性好，酸碱性强等特点，并具有良好的中子、氧气吸收能力、较低的膨胀系数(5.0X10-6·K-1))和热电性能(140s／m，室温)，被广泛的应用在机械研磨、耐火、化工、工程陶瓷、核工业和军事等不同领域，对于碳化硼作为特种陶瓷的应用，其使用范围也日益增加。

我国现有的碳化硼生产厂主要分布在黑龙江的牡丹江、黑河、辽宁大连、内蒙古通辽、吉林敦化等地。大连金玛硼业科技集团有限公司和牡丹江金刚钻碳化硼精细陶瓷有限公司强强联手，在国内市场上占有率达60％以上，奠定了碳化硼行业的龙头地位，现有的产品几乎一半外销。

目前碳化硼工业化生产的主要方法是碳热还原法，是以碳为还原剂，还原硼酸或硼酐制备碳化硼的方法。碳热还原法制备碳化硼时通常使用电弧炉。由于电弧温度高、炉区温差大。在中心区部位温度可能超过碳化硼的熔点，使其发生包晶分解，析出游离碳和其他高硼化合物，而远离中心区温度偏低，反应不完全，残留有硼酐和碳。所以电弧炉中制得的碳化硼一般杂质含量偏高。

发明内容

本发明涉及一种升降移动式电极可调负压碳化硼精炼炉，能解决碳化硼冶炼过程中降低冶炼车间工作环境污染程度的难题，并能提高自动化程度、提高工作效率、降低电耗、降低成本、提高产品质量。主要由炉体、石墨电极、变压器、液压站、排风装置、加料仓、滑轨、电极架、三叶轮旋转装置组成，主要是利用排风装置使精炼炉内处于负压，使用三叶轮旋转装置同步调节石墨电极的角度和位置进行碳化硼生产。通过排风系统，使冶炼炉室内产生负压，使得炉内的烟尘排出炉室。三叶轮旋转装置可同步任意调节炉内电极的旋角和位置，电极可调的工作原理是使用三叶轮的旋转带动电极架上的石墨电极实现旋角变换，从而使炉内温度均匀，提高生产效率和产品质量。三叶轮旋转装置是由电机、变频器、变速器组成，实现旋转速度连续可调，从而根据冶炼情况，调节电极的变化速度和位置大小。冶炼前后，使用液压站产生液压推动支撑炉体的液压油缸实现炉体的升降，保证炉内处于封闭状态，减少冶炼车间烟尘的污染。同时使用滑轨实现炉体水平移动，便于炉料的装卸和提高工作效率。为了便于电极的移动和调换，电极架与电极卡紧方式是通过液压钳实现自动缩放和控制。冶炼过程中，通过连接在电极架上的滑车和配重块实现石墨电极的上下移动。

附图说明

图1升降移动式电极可调负压碳化硼精炼炉结构示意图。主要由炉体、石墨电极、变压器、液压站、排风装置、加料仓、滑轨、电极架、三叶轮旋转装置组成。

具体实施方式

变压器通过短网给炉体内三相石墨电极供电。三个石墨电极在分布圆上的位置移动是由与电极架连接的三叶轮旋转装置来实现的，三叶轮旋转装置是由电机、变速器和变频器等组成，可实现速度连续可调。石墨电极的上下移动是由安装在电极架上的电极减速机和丝杠机构带动滑车和配重块完成的，石墨电极卡紧方式是由液压钳方式实现对石墨电极的自动压、放。在炉体顶部设计有两个强排烟管道，在工作状态下使冶炼炉室内产生负压。炉体下部装有4个液压缸，通过液压站调节炉体升降移动，其作用是在电弧炉工作状态时使炉体的炉口面在地基底面以上的位置，防止此处排出烟尘，降低烟尘污染，并减少热量的损失，提高电效率。在冶炼前后炉体的水平移动是通过滑轨实现完成的。这样通过上下升降、水平移动、三相电极同步可调、负压等多种方式在精炼炉内生产碳化硼，可使炉内温度均衡，炉料反应充分一致，晶格规整，大大提高产品纯度和生产效率，减少电耗成本和烟尘的排放，是国际最新最先进的一种碳化硼精炼设备。