铁合金生产机械设备

第2章铁台金生产设备

2.1铁合金生产机械设备

2,矿热炉主要机械设备有哪些？

矿热炉主要机械设备首先设计要合理、实用，运行正常，不致造

成热停炉而影响各项技术经济指标。此外，这些设备都是直接和

间接地处在强大电流和电磁场之下工作'这些设备必须绝缘.隔磁

良好，不能漏电漏磁，否则轻的造成电能的无谓损失，重的会造成

绝缘破坏，相间打弧、烧坏设备，矿热炉的机械设备是较繁杂的，

除炉体外,主要包括电极把持器，电极压放装置、电极升降系统、

加料系统、出铁设备、排烟系统等。

(1)电极把持器.电极把持器是把铜瓦夹紧在电极匕井便于

升降系统来调整电极的位置。它包括铜瓦、夹紧环、把持筒等。

把持器的结构要保证电流导向电极时损失最小，还要下放电

极方便，容易检修，电极把持器的夹紧装置要求保证铜瓦与电极间

有足够的压力(约0.115MPa),不使自重较大的电极下滑，使铜瓦

和电极接触面积增大「减小接触电吼：

(2)电极压放装置。电极压放装置是为了保持电极工作端的

长度，以补偿电极消耗，可采取液压和机械压放，普通大炉采用双

抱闸，中小型电炉采用单抱闸。

(3)电极升降系统臼它是通过提升和下放电极以改变电极位

置，调整电极电弧氏度来调整电阻，达到遍整电流大小的目的口普

通用卷扬机或者液压缸来提升、下降.

(1)加料系统。加料系统是原料按冶炼要求加入炉内的整套

设备，包括炉顶料仓、加料管、流槽等凸

(5)出铁设备'出铁设备包括出铁机构、出铁小车、轨道、铁

水包等，出铁设备要保证好用，安全可靠。

(6)电炉水冷系统■夹紧环、铜瓦、水冷大套、立铜管都必须

采用水冷却，要求出水温度不要超过55笆，水的硬度不大于10德国

度(1德国度二10n京CaO)水硬度大时必须进行软化处理.

(7)排烟系统口排烟系统使操作人员免除烟气’粉尘、金属蒸

气及辐射热的危害日烟尘通过烟罩、烟囱排空或者接入除尘器进行

除尘。

24.对矿热炉电极把持器有什么要求？

电极把持器是矿热炉机械设备中的重要组成部份，它的作用是

将强大的电流传递给电极，把铜瓦坚固地夹在电极上，配合区放和升

降电极，因此对电极把持器有如下要求；

(D电极把持器必须活动灵便。电极把持器悬挂在炉口的上方，

是机械设备中活动性部件，在冶炼过程中时常匕下活动电极，以便调

整入炉电流的大小保持电炉恒功率因此要求把持器上下活动自由、

灵便，不能和周围设备有任何磨蹭地方，

(2)电极把持器必须绝缘，隔磁良好’电极把持器在上下活

动时经过烟罩.三层钢平台等铁磁物质，如果和这些铁磁物质接触，

就会产生打弧轻者烧坏设备造成电能无谓损耗重的会造成停炉。

因此要求把持系统与烟罩上盖和钢平台必须绝缘.隔磁良好,常用的

有绝缘顶轮、绝缘板、软硬密封等，

(3)把持器的结构件要求尽量简单，电损耗小，操作方便，检

修时更换容易，材质上要求在高温下有较高的力学性能。安装时必须

用不锈钢隔磁。

(4)必须通水冷却。整个把持器持在炉口的上方，全部构件

都处于高温区，承受着炉口辐射热和热炉气的作用，而且通电部位还

会产生热量，不通电部位因感应电流也要发热，所以必须通水冷却

电极把持器根据构造的不同，可分为吊挂式和横臂式两类.

图2-1为大型炉使用的水平顶紧压力环式电极把持器，

图水平顶紧压力环式电极把持器.

I电极壳；2压力环：3铜瓦；4密封套装配；5—压力环上吊环：弥-钢管&

F•前瓦吊打+8-央布输水狡筲，。水管项W冷拔无缝•倒管.LL下把持筒\丫

12—铜管*13—电极密封装置.14畦酸钳耐火纤维巷

25.电极夹紧环有哪些？

电极夹紧环的作用是夹紧铜瓦，它的结构形式比较多，普通常

见的大致有钳式、对开半环式、整体锥面式、液压缸压力环式和波纹

管压力环式五种句

(1)钳式电极夹紧坏。钳式电极夹紧坏多用在小型矿热炉上，是

铸钢件1实心不通水，用销钉连接。为了减少电损耗，饺接部位用隔

磁垫圈和套管将电极夹紧环的磁路隔开『用螺栓夹紧铜瓦口

(2)对开半环式电极夹紧环，对开半环式电极夹紧环由两个半

圆环组成，用两个钢箱连接，并用铜螺母和铜轴套将夹紧环的磁路断

升。夹紧坏制成中空的，可以通水冷却，环上升有一定数量的孔，孔

内装有压紧铜瓦的构件.用大螺栓来压紧或者松开铜瓦.

(3)整体锥面式电极夹紧环。整体锥面式电极夹紧环简称锥形环,

—1、整体构件，里环断面呈一倾斜角，角度普通为5c〜15L材质可

用非磁性钢或者普通钢，用普通钢时中间需用不锈钢板隔磁心锥形

坏压紧铜瓦大多是与松紧油缸配合实现的，铜瓦对电极的压力是靠

四个松紧油缸提升锥面夹紧环而实现的。

(4)最近个年对电极夹紧环进行了研究和试用，多年的使用实

践证明，水平顶紧式液压缸压力环和波纹管压力环，因为是水平压力

顶紧，铜瓦受力均匀、平衡，不易损坏铜瓦和设备，所以液压缸压力

环和波纹管压力环在现代大型和中型矿热炉上得到广泛应用，如图

Z-Z一听示。

舞-电极压放装置有哪些种类？

在电炉冶炼过程中，电极的工作端是不断消耗的，电极压放装

置的作用就是定期压放电极，普通中小型电炉一班压放一次，大型电

炉一班压放两次，使消耗掉的部份得以补充，保持电极一定的工作长

度，电极压放装置主要有五种。

图｝2水平顶紧式液压缸压力环

1一半环，2销轴；3一耳环亍4一压力环铜套15—油缸；6-fa：筒法兰w

7一活塞f一密封龄压力环套筒装配13一丝杜

(1)松紧螺栓压放，有些小型矿热炉采用钳式或者大螺栓顶聚

铜瓦，普通接班时螺栓松开，上升把持筒150mm摆布.然后棒把螺

栓拧紧&也有的在电极壳上焊接钢带来控制电极压长度。

(2＞双抱闸压放电极(图2-3九大型矿热炉和封闭式炉剖采

用液压抱闸式自动压放装置，它由上、下抱闸和三个压放油钮组成.

上抱闸坐在三个压放油金丁上面，压放油缸均匀固定在下推闸上面，

而下抱闸则固定在电极筒上方的横梁上，所以上下抱厘

ffi2-3双抱闸蝶簧式压放电极

1—上抱闸；N—压放轴fen3一下抱闸寸4一彝形弹簧，

5一油缸组件*6—抱闸体*7—闸瓦

均可上下挪移&正常工作时，在弹簧力的作用下，上下抱闸时常处

于抱紧状态，按压放或者倒拔程序自动进行，每次压放量不超过

100inmo

(3)元压放油缸电极压放装置口它由上下分开的两个抱闸组

成，U」间没有压放油缸连接。下抱闸在电极把持筒的上方，用三个

升降油缶I支撑，用它来控制电极的压放长度，上抱闸与电极糊平

台坚固连接口这种装置的特点是：在正常王作情况下，上抱闸处于

常开状态•压放电极时，上抱闸抱紧，下抱闸松开，用电极升降油

缸提升把持器I从而使电极工作长度得以补充。

(4)单抱闸压放装置在中型矿热炉上惟独上抱回固定在三

个升降油缸上一压放程序为：在铜瓦夹紧的情况下，松开上抱闸，

用压放(升降)油幺已将上抱闸升到15o皿摆布,紧上抱闸，然后松

开铜瓦顶头，用油缸压下上抱闸，再顶紧铜瓦，开始冶炼。

(5)气囊抱闸压放.气囊抱闸作用在电极上受力缓软且易夹

紧。常使用的充气气体介质为压缩空气或者氧气。注意使用这种气

囊抱闸时，平台和烟罩顶盖必须密封良好，以防止热气体上升烧坏

气囊口

27•电极升降系统有哪几种形式？

电极升降系统是用来控制电炉负荷的，冶炼过程中需要保持恒

功率，当变压器低压侧电压确定后，为了保持恒功率，就要维持恒

电流，这样就要控制电极端部与料面的距离。所以冶炼过程中随料

面的波动，电极必须随之升降，才干保待恒功率,这就是电极升降装

置的主要作用。目前矿热炉电极升降装置大致有四种类型：卷扬机

升降、刚性连接活动缸体式电极升降、钗性连接活动柱塞式电极升

降和吊缸一式电极升降.下面以活动柱塞式电极升降为例说明。

饺性连接活动柱塞式电极升降装置，其结构特点是，油缸体固

定,两柱塞的球面塞头顶在电极把持筒上部横梁的球面底座

上，压力油从机体油口进出I柱塞即可上下活动，带动电极升降，

横梁相对柱塞可以有少许摆角。两柱塞升降的同步是靠分流集流阀

控制实现的口

导向筒在装置中的作用是重要的，它的两端都有多组导向辕，

通过导向辕的作用，使电极把持筒在升降过程中保持垂直，从机械角

度保证电极升降油缸的同步.电极升降要求控制上极限位置，为了保

证设备安全，非但要设置电气限位器，而且机械结构上也要有限位

措施，办法是在柱塞下部开数个燕尾槽，当柱塞燕尾槽升到缸体泄

油曰部位时，压力油从泄油口泄掉，柱塞即停止上升Q

油金丁升降装置在使用过程中.要加强维护和检修.缸体与柱塞

相对活动部位要加防尘罩•液压油和橡胶密封件要定期更换，接头和

密封部位要时常巡视检查，防止油泄漏。

电极升降速度因炉子功率及升降机构的不同而异，普通电极直

径大于Im,电极升降速度为0.2so.5m/min*小于］m为0.4so.

8m/mw.电极升降行程通常为L2sL血

2&锅瓦有聊些种类？

导电铜瓦是电炉的关键性部件口它的作用主要是将电流传递

给电极，并在一定程度上影响电极的烧结.它的工作条件是最为恶劣

的，时常在高温、热炉气和浓尘下工作，当炉况不正常，出现刺火

现象时条件就更差，很容易使铜瓦过早损坏.铜瓦工作的另一个特点

是，它与电极的接触不是固定的，须随电极的不断烧损而时常定期

改变与电吸的接触部位，这也使它的工作条件变差，为此对铜瓦的

要求应该是：导电性能好@耐高温*高温下有定的机械强度，结构上

应简单，便于更换等，

铜瓦的种类比较宝.生产中使用的铜瓦有铸钢瓦，铸造黄铜瓦

ZHS6黄铜k铸造紫铜铜瓦、锻造铜瓦和铜钢复合铜瓦H种铜瓦'目

前用得最多的是铸造紫铜铜瓦和锻造铜瓦。

铸造紫铜铜瓦是把阳2mm无缝钢管或者铜管首先成形，然后

铸造到液态紫铜中.由于导电性能好，韧性好，目前使用较多匚

锻造铜瓦是最近几年新发展起来的高效节能铜瓦该铜瓦通过

锻轧厚铜板，经深钻孔后再挤压成形，最后封孔而制成，水直接冷

却铜瓦体的直冷式铜瓦，致密度高，导电效果良好，是目前较新式

的铜瓦，正在推广使用'

但总的来看,对铜瓦材质及其制作方法的认识还没有取得一致

的看法，对如何选择电损耗少、创造容易、经久耐用，价格低廉的

材质，尚需进一步研究和试验。固然，铜瓦材质只是问题的一个方

面，与铜瓦相接触的电极壳表面质量的好坏，也是延长铜瓦寿命很

重要的因素U

29.对电炉冷却水有哪些要求？

电炉的夹紧环、水冷大套、铜瓦、立铜管、烟罩顶盖等部胡

都是直接或者间接地在火烧和电磁场的作用之下工作，，作条件

十分恶劣，因此要求这些部件必须进行水冷却。同时冷却水还有调

节电极烧结速度的作用。冷却水进口温度要尽量低度，普通进水温

度应控制在30笆摆布，出口水温不要超过55V,以防水温过高，生

成水垢阻塞管道造成断水烧坏设备，导致热停工，影响电炉冶炼正

常进行，

冷却水的水质要注意选用硬度低些软水，若硬度大于1C德国

度必须进行软化处理。常用的软化水处理器普通多选用离子交换

器，也有的采用磁水器，处理效果也较好，

总进水管上装有压力表，普通应保持0.2MPa的压力，以保证

水流畅通。

循环水池应尽量做得大一些，开设有玻璃钢冷却塔，以保证进

水温度尽量低于3〃

30.如何确定矿热炉的电极直径？

电极是冶炼合金矿热炉的一个十分重要的组成部份＞因为从电

网取得的电能，最终必须经过电极才干进入炉膛，并转化成冶炼硅

铁所需的热能。此外，在矿热炉结构参数的设计中例如，电

极极心圆直径、炉膛内径、炉膛深度甚至炉壳直径和深度的选择都

可以根据电极直径的大小由经验公式确定。

更具有实际意义的是，在矿热炉设备事故中，较常见而后果又

较严重的事故往往就是电极事故.一旦发生电极事故,轻者影响炉况

及造成短期的热停炉F严重时，使整个矿热炉冶炼难以进行，并造

成较长期的热停炉。

可见，正确选择电极直径的大小是十分重要的，目前，较常用

的电极直径选择方法是根据通过电极截面积的电流及所允许的电流

密度的数值来决定，即

式中d----l电极直径*cm；

I-通过电极截面积的电流，A；

S——电流密度，A/om气式中，电流I的数值可根据变压器

的容量及二次电压的数值由下式确定，

I=PX1000/（后U）

式中I-——电流，A；

P——变压器容量，kV*A；

1/——电压，VD

于是电极直径的选择实际上取决于电流密度的选择，在选择电

流密度$时应考虑下面一些因素：

（1）电极糊质量.电极糊质量较差时，电槌的电阻系数较大，

机械强度较低，于是此时电流密度应该相应选得小些，否则电极容

易发生事故：

<2）矿热炉容量。较大容量的硅铁丁热炉口温度较高，电极易

过早烧结。因此，选择电极的电流密度不宜过高。如果电流密度校

高，则电极直径较小，更容易使电极过早烧结。此外，较大容量的

矿热炉，二次电流大，为减少电槌上的电流蕖肤现象的影

响，电流密度也应当低些，

较小容量的时热炉，炉曰温度较低，电极不易过早烧结，电极

的电流密度应较高些，利于电极较深地推入炉料中'

©)冶炼品种.冶炼不同品种的铁合金时.由干布炼过程所需的

还原温度较高而金属又不易挥发，可采用较大的电流密度，

在实际设计工作中，选择硅铁冶炼矿热炉的电极直径时，所采

用的电流密度一股为5s7.5A/cm%根据此数据，利用前面的公式即

可求出电极直径数蕴。无非，究竟选择多大的电极直径最合适，还

需要根据生产实践戾定，

3L如何确定电极极心圆直径?

铁合金矿热炉的三根电极普通均按正三角罗列，此时电极的极

心止好处于三角形顶点上口迎过各电极报心所作的圆称极心圆，这

个圆的直径就是电极板心圆直径，如怒2如所示.

与电极直径一样，电极极心

圆直径是一个十分重要的参数。

极心圆直径过小时9炉心

料化律较快，炉壁附近有较大的

死料区；炉壁直径过小时炉瓒被

合金侵蚀较为严重，特别出铁口

较难维护。电极间距离较大、炉

心料化得慢.三个“用垠”可能

不易连通。可见’极心圆直径过

大或者过小均有不利的影响山

选择极心圆直径应考虑下

列因素：

(1)电极与炉之间距离•在选择

图2-4矿热炉电极示意图廿皿一甩时，既要考虑电极与电

极宜径寸〃炉膛高度亍仇炉.瞠直极之间距离，以便形成尽可能大

径；龌心■一屯粉i极心圆直径的相互串通的高温区。又要考虑

电极与炉壁之间应有足够距离，以免炉衬烧损过快。普通电极与炉

壁之问距廓可按下面公式确定：

ti=Kd

式中Z7—电极与炉壁之间距离；

d——电极直径；

K——系数I冶炼硅铁矿热炉应采用。*3-1.01.

在设计中，可根据下面的经验公式确定也极极心圆直径；

D做心圆二(2.2〜3)裆

式中。IMIII——电极极心圆百•径】

d—电极直径，

(2)设备更新及安装。随着铁合金生产的发展，无论是冶炼技

术或者是调和方面势必有巨大发展，于是电极极心圆直径必须有可

调范围，以便将来添装新设备或者便于设备检修安装Q

32.如何确定矿热炉炉身尺寸？

炉膛内径和炉膛深度的大小通常与变压功率、电极极心圆直径、

电极直径等因素有关，炉膛内径和炉膛深度的大小，如选择不恰当

会影响炉况，降低技术经济指标勺例如，炉膛内径过大，则囚炉子表

面散热面积大，将会造成炉子热损失增加，死料区扩大，同时，还

原剂烧损严重，出铁口温度低，出铁艰难而使炉况恶化。无非，炉

膛内径过小，不仅炉膛烧损失加快，而且因电极、炉料，炉壁，炉

壁回路上通过的电流增加，可能使反应区偏向炉壁，而造成所谓“•

地堪'转移”现象。这种后果比前者更为严重'

炉膛过深时，虽然可以减少元素的挥发狸失和较充分利用炉气

的热量预热炉料，但因电极工作端部与炉底的距离增大，炉底温度

较低，于是会造成炉底升高，电极插入炉料较浅，高温区上移而使

炉况更为恶化，此外，也可能会影响炉料的透气性。相反，当炉膛

较浅时，料层薄，易塌料和刺火，并且炉气热不能充

分利用，热量损失大，更严重的是，如炉膛过浅时，难以维持不露

孤的操作，电弧容易露在外面，这样非但热损失和硅的挥发激增，

并丘也无法进行正常冶炼操作。

为了保持良好的炉况和耿得优异的技术经济指标，除了考虑原

料条件，操作方法和合适的供电制度外，还需对炉身尺寸进行合理

选择口

炉膛内径可根据极心圆和电极直径选择，炉膛内径约为极心圆

直径的2・。〜倍。较大容量的矿热炉，炉壁与电极间的距离应大于

电极直径Q.8倍，例如,屯极直径为NOOiiim时，炉壁与电极之间

的距离至少应大于SOmrrT

炉膛深度约为电极直径的2.。〜2.8倍.

炉壳的直径约为极心圆直径的2-8s3.0倍口炉壳的高度约为

电极直径的4s5修，

炉身尺J计算方法有数种,但至今仍没有一种较合适的方

法，以上方法仅供参考口

33,顶紧和压放式电极把持器的特

点是什么？

电极把持器主要有两种形式*

即顶紧式和压放式。

(1)顶紧式把持器口用水冷

圈上的大螺丝或者弹簧半环，将铜

瓦顶紧，使之与电极较严密地接触

(如图2・5所示儿为便于下放电极

顶紧压力不能过大，这样当钢带松

开后十电极较容易滑下。但由于铜

图2・5项嚼式把持器示意图瓦对电极的压力不大，往往桐瓦与

1电2一铜瓦33一顶紧螺丝;电极之间接触不好，电阻增大，因此,

4-米环水冷圈3—导电铜管：电能损失也随之增加.有时由于电

6吊杆=?一电极把排圈极壳焊接质量不好或者由于未满焊

电极糊流出，在铜瓦的接触面上烧结，

这样下放电极时往往不能顺利地自动滑下，下放电极有时就要再松

开~次顶紧大螺丝*铜瓦接触面黏^的电极糊又增厚一层，这样恶性

循环下去，最后导致电极放不下来，被迫进行顶电极，强制使其滑

下。

无论是用大螺丝式还是弹簧式把持器顶紧铜瓦；在下放电极时

操作均很繁重，而且占用人员较多.

铜瓦与电极接触不良‘易打弧，铜瓦烧损较大，叮见顶紧式设备

落后，操作笨重，甚至有时因操作不当，发生人身和设备事故，所

以顶紧式把持器已逐渐被压放式把持器所代替。

(2)压放式把持器■采用楔形冷却水圈，夹紧铜瓦和压放电极均

由液压(多用油由)装置和系统来完成，如图2书所示。

油压拉力

图2・6压放式把持器示意图

L-电极12—楔形拎却水圈『3•铜

4—油出拉力活塞拉杆

压放式把持器※对婀瓦压力大并较均匀，铜瓦与电极间隙接触

良好，因此，它们之间产生的电阻小，此部份电能损失少，压放式

把持器下放电极操伦较为方便。压放式把持器最重要的优点之一是：

减少和防止铜瓦与电极间发生打弧现象，铜瓦烧损量大为降低■

综上所还，可知采用压放式把持器，生产中事故会减少，热停

炉检修时间大为降低，这为硅铁冶炼降低单位电耗创造了极其有利

的条件占

采用压放式把持器，使下放电极噪作实现了自动化，减轻了劳

动强度，并且有利于安全生产，目前，我国许多工厂均采用压放式

把持器〃顶紧式把持器逐渐被淘汰。

34.为什么铜瓦有时产生“打弧”现象？

铜瓦应与电极严密接触，以便电流均匀地导入电极，但生产中

有时因为铜瓦与电极接触不好，造成铜瓦“打弧”现象Q

铜瓦与电极接触不好的原因如下：

(U弹簧大螺丝或者楔铁对铜瓦的压力不够或者不均，使铜瓦与

电极之间有空隙，

(2)电极过早融烧结，铜瓦与其不能严密接触.

(3)电板壳创造和焊接得粗细不均或者电极的表面不平.铜瓦

与电极接触不好，存有空隙.产生感应电势和电流,因此，造成，‘打

孤”现象。但是有时也不打弧，只在铜瓦某处浮现“发红”现象，

这是由于铜瓦与电极之间的空隙夹有灰尘而产生电阻，局部发生过

热，使铜瓦“发红气

铜瓦打弧的处坦亦法如下：

(1)发现了打弧要即将停电,松开铜瓦上的大螺丝上下反复

活动电极使其表面光滑，便于产密接触。

(力扭紧铜瓦的大螺丝，使之压力均衡，如果仍然无效，应更

换大螺丝，

如是油压式圆环，应保持楔铁形状均匀，损坏之处则应及时处

理或者更换。

(3)如果采取上述的几种办法处理打弧无效，在电极烧结质量好

的条件下，可以下放少许电极。

(4)发现铜瓦“发红”，可降低该相电极的负荷亡

35.如何防止和处理冷却水管不畅通现象？

矿热炉的部份导电系统例如铜瓦、导电铜管和大水圈等均须

用水冷却降温，以便减少导体的电阻损失和维护设备，提高其使

用寿命。

在冶炼过程中，有时会浮现水管不畅通或者阻塞现象，降低或

者失去水冷效果，这就必然增加导体的电阻损失或者烧坏桐瓦、

大水圈等，故要进行停炉检修，为此应设法防止这种不正常现象

产生并及时处理。

产生这种不正常的现象，主要原因如下、

C＞炉口温度过高，使管内产生高压蒸汽，从而妨碍『水的流

通&

(2)入口冷却水温较高，使管内壁积结较厚的水垢。

(3)管路被水带来的脏物阻塞。

(4)胶皮水管折叠，水的流速减慢。

防止的办法如下：

(D时常观察压力表所指示水的压力或者用手试探水温，酩情

调整水流量。

(2)冷却水经循环处理后’冉返I可使用。

(3)采用磁水器。

(4)掌握好炉况，炉口温度不要过高。

＜5＞定期进行计划检修，

如果已产生水管不畅通或者阻塞现象，可酌情采取下述方法

处理：

(1)查清水管的路线，开大阀门，加大流量.

(2)消除胶皮水管折叠现象。

(3)处理炉况，降低炉口温度，严重时应停电处理，避免设备

爆破.

(4)用盐酸冲洗被堵水管。

㈤用高压空气吹出阻塞物。

38.为什么要清理掉铜瓦与水圈上挂的灰尘?

铜瓦和大水圈上产生挂灰的现象是由于硅石中的二氧化硅

在高温下首先被碳还原为一氧化硅I而后再被还原成硅，但在冶

炼过程中，因刺火和塌料现象，有少部份的一氧化硅

(SiO)未被还原，以气体状态被喷出或者逸出，而后，被空气氧

化成二氧化硅(SiO+l/2O2=Sia).形成灰白色的粉末凝集在

铜瓦及大水圈和部份电极壳上，这种灰也可能凝集在铜瓦与电极

间的缝隙中.它的危害如下：

(1)铜瓦与大水圈挂灰〃如有漏水、铜瓦发红或者有微弱打弧

现象时，不易及时地发现七

(2＞珥极壳表面挂灰，使其传热性差，影响电极的王常烧结.

(3)如果铜瓦与电极间存有灰非但影响导电性和电极烧结质

量，同时使铜瓦对电极压得不紧，造成铜瓦发红和打弧现象可

所以，要清理掉铜瓦和水圈上挂的灰，最好是用木棒敲打和

撞击挂灰处，以防击穿铜瓦等处.如用圆钢清理挂灰时，应当注意

安全操作，防止击穿设备和人身触电0

软母线、薄铜皮0.9sL3A/mm七铜-铜接触面12-15A/cm2,铜瓦

-电极接触面l~Z5A/cm2.

（10）导体截面的选择上应使其在一定截面下有足够大的周

界.例如'增大矩形母线截面应增加高度而不是厚度.增大管子断

面应选大管径而不是壁厚的管，可用多根导体代替一根大截面导

体等，

。3洗合金生产液压设备

59,为什么密闭炉电极的升降大都采用液压装置？

由于密闭炉大多采用环形料仓，对建造物上部的空问要求较

大，采用电动卷扬机装置，虽运转可靠，维护方便，但设备笨重，

占用空间较大，要求厂房也较大。若采用液压装置升降，则设备

占领空间小*如储压罐，蓦地停动力电时可利用其贮存的能量来

进行电极操作。此外，电极的升降速度还可以在一定也围内通过

节流阀来调节。因此，密闭炉电极系统的升降趋向于采用液压案

动・

在采用液压装置后，油41的上、下两端应该加以绝缘处珪,

以防止连电刺火特殊是油缸底部的绝缘它是保证油缸活塞不会

刺火的主要绝缘方式匚虽然油金丁顶部的绝缘也起此项作用，但在

一道绝缘的情况下，一旦云母板损坏，就会造成油缸的重大损坏

G

为避免在升降过程中发生振动现象，采用球面结构连接油缸

头与外套支架，这种结构与刚性连接相比具有精度要求低施匚容

易，使用可靠的特点.两食几在运行中的同步问题可通过单向节流

阀来实现。在165OOkV•A密闭炉上采用节流阀可将同步精度

维持在6mm之内，以满足生产要求。

60,怎样辨认油路系统的部件？

矿热炉生产中采用的液压传动部件种类较多，繁简不一，为

了熟悉各液压元件的性能，特将常用的液压元件的表示法和作用

汇集，如表2-3所示•

表2-3常用液压元件的表示方法与作用

序号名称符号用途

使油在管路中单向

1单向阀卜

通过

—

2节流阀根据需姿调节流量

3,1

3减压阀调节，作压力

■

0—

4单向节流瞩单向控制流量

主一

5单向减压阀1……■单向控制压方

1

J5L

童磁换向阀油tr一端进出汨的

6_____X____

（三位三通）工作场所

]

1

X

电磁换向阀

-11油噩^端父替进出

71.二颁-H

油曲场所

通）

-4

3

以上是儿种常用元件示例e从阀的作用来讲还有起同步作用

的分流节流阀、伺服阀等。油压所采用的泵有柱塞泵.叶片泵、齿

轮泵等.由于齿轮泵维护较方便，所以普通趋向于用齿轮泵代替

叶片泵，

6L液压系统的作用和组成有哪些？

国内最近建造和改建的大型矿热炉，普遍采用了液压传动Q

液压传动可实现电极升降电极压放和松紧导电铜瓦等远程操纵

也可以实现程序控制。

电炉液压系统一般由液压站，阀站和电极升降、压放、把持器

各工作油缶I等组成。图2-14示出165的kV•A电炉油路系统

原理图。图左侧为阀系统，集中安装在阀站，右侧为泵系统I集中

安装在泵站口

压放系统的机械部份包括（1）上抱闸；（2）升降油商L!（3）

下抱闸。也气部份包括；（1）在抱闸夹紧和彻底放松位置有行

程控制开关；（2）在上抱闸原始高度设有固定程序控制开关晨

（3）上抱闸提升到200mm以下的任意高度有可挪移的程序控制

开关。

液压件的动作由电气程序控制进行指挥”压放电极时，上抱

闸松开、提升、夹紧，下抱闸松开，上抱闸压下来，下抱闸紧固，

共六个程序，其中每一个程序的结束，便是后一个程序的开始，

直至全部动作结束为止」

62液压站的组成和原理是什么？

液压站由3台CB-100型齿轮油泵.4个储油罐，油箱、各种

阀件和管路组成，3台油泵中2台为工作泵，1台为备用泵〃3台油

泵并联使用，在集管处用油管和溢流阀5相连（见图2.14）.当系

统需要油量少时，油泵可做卸荷运转，泵的卸荷是由安置在溢流

阀5旁边的电磁换向阀6接通其卸荷口而实现的，卸荷后系统降

至低压.

图」14蒲如佻V,A电炉油路系统理图

I-油箱！雀品〜己一滤油器£验~一湘乘I4as201-h,幻E.b—隼向阀：

5_溢流鄙6,N3a^b一电磁换时阀；7旷一压力表开美3广由一压归表*

如、h-精过^器,UM~i,19as止阀，」.L明、b■-电液挨向阀:

出？5日、b-lij继电制13—滥位出L切〜一贮压踮k一远程发送压力表：

1砧sd一单网成玉阀事H一单间节流阀：裂丑、h一分流集流阀.

g4a、b••电接点压.力表

液压站工作时，系统内的油压若超过工作压力，则高压油由

于集管前的单向阀M的作用.在其先后产生压力差油泉打出的

汕则经阻力较小的溢流阀返回油箱，使某和泵卸荷，以稳定油

压'当系统油量不足时，电磁阀6EJ断溢流阀5的卸荷口住手

卸苟，系统压力即可升至正常工作压力lOMPa,这时油泵打出的

油，通过单向阀4d向系统供油，路统过单向阀4e进入储油W,

另一路则经精过滤器9诳b分三路进入各相电极的工作

油缸口

63.阀站的组成和工作原理是什么？

阀站是由控制电极升降’压放和把持器铜瓦夹紧三部份的所

有液压元件组成，这些元件全部布置在一块金属板面上，称为阀

屏。

（1）电极升降系统（图2-14九每相电极有2个34DYOB20H-T

型电液换向阀18私b,1个LDF-B20C型单向节流阀

2个分流集流阀2弟，b,2个DFY-B20H2型液控单向阀21

私b和2个电接厌压力表24研b.

电液换向阀-•个工作*一个备用，作用是控制油流方向&化种

阀有3个工作位置，当其两访的线圈都不带电时，内部弹簧的作

用使阀处于中间工作状态*电极升降油路不通，电极相对静止不动

F当右边线圈帚电时，升的油路接通，电极升起；当左边线圈带电

时，回油及控制油路接通，液控申向阀的控制油「I打开，电极靠

自重下降自

单向节流阀的作用是控制电极的升降速度，电极升起时要求

速度快*不需节流；电报下降时要求速度慢，需要节流，节流口的

大小可以调节。

两个电极升降油缸的同步，是靠两个分流集流阀的控制来实

现的“

设置在分流阀和升降油缸之间的两个液控单向阀，是为防止

管路出故障时，因泄油而可能造成电极蓦地下降而配置的。

两个电接点压力表是为实现电极程序压放而配置的。

0）电极压放系统（图2八11）.每极电极分两条支路，一条是

通向上抱闸的，另一条是通向下抱闸的，上、下抱闸支路各有一

个24IX）-B8H・T型电磁换向阀23a、b,JDF-BKC型单向减压阀

16a、b和PFB8c型压力继电器25a,b6上抱闸支路上还另有一个

DFY-BICH2型液控单向阀2强

上、下抱回的油流方向靠电磁换向阀23a.b控制，压力大

小由单向减压阀16a、h来调节丘

FF-B8C压力继电器是能将油压讯号转拱成电讯号的发送装

置，有高低两个控制接点，用在这里能使上、下抱闸实现联锁.当

上抱闸松开时，压力继电器2海上接点接通慎发出讯号.控制下抱

闸电磁换向阀23b关闭工作油路，下抱闸不能松开&当上抱闸紧

电极时，压力继电器低压接点接通，发出讯号控制下抱闸电磁换

向阀23成使其工俏油路接通，下抱闸才有松开的可能性。如果此

时下抱闸松开，压力继电器25b高压接点接通，将电讯号发给上

抱闻的电磁换向阀23服工作油路关闭，上抱闸不能松开“综卜

所述得知.压力继电器的作用是使上、下抱闸在丁作过程中没有同

松开的可能性，从而避免由于误操作可能使电极蓦地下降的危

(wei)险。

上抱闸油控单向阀20a是防止其前面的管路及阀件发生故障

时，因泄油而使上抱闸蓦地抱紧，电极不能动而设置的口

(5)电极把持系统，每相电极也有两条支路，一条是提升油缸

上腔支路，另一路是下腔支路.两条支路上分别有电磁换向阀23c.

口和单向减压阀16c,d。下腔支路还另有液控单向阀20b.它们的作

用和工作情况，与前面(1：\(2)项相同。

64.贮压罐的液面自动控制是用什么方法来实现的？

液压站内4个贮压罐的作用是；一方面能克服油路系统JJ乍

口寸的尖峰负荷；另一方面可以使油泵工作状态合理。贮压罐和油泵

之间采用自动控制(图2-14)c

贮压罐14a〜d内分别充有氮气和液压油，4个贮压罐每一个

容积是321L,其中3个全部充氮气；此外一个上部充氮气.下部充

油，两种介质互相接触I靠压缩氮气产生压力。4个罐通过上部连

通管连通『

充油前先将截止阀1服打开，将截止阀1眼、d和19i关闭，

通过打开的截止阀1O&将4个贮压罐充氮至压力为&9MPa时,关

闭10b,然后启动油泵，打开截止阀1眼，将油充入贮压罐内。正

常T作时，要求罐中保持的最高液面为1225mm，最低液面为

375mm，对应的压力分别为lOMPa和9-17MPa.

贮压罐的液面自动控制是用下述方法来实现的：在贮压耀侧

壁的上下各开一个小孔，安装一个液位计U液位计外壳为不锈钢

管…在管中装入有机玻璃制成的浮子，浮子里装入一块永久磁铁.

在液位计的外壁沿1个液面高度分别固定几组干簧电接点，贮压

罐内的液面高度与液位计的液面高度是一致的，因此贮压罐的液

位达到某一预定液位高度时，液位计的永久磁铁与相应高度的干

簧接点接通，发出电讯号。

5E压罐除装有液位计指示液位外，尚设有PF-B8G型压力继

电^和远程发送压力表12和］”以控制贮压罐内压力的上下限.

这样可以从液位和压力两个方面控制汕泵的运行状态。，

当贮压罐液位等于下极限液位（275mm）或者压力等于下极

限液压（9.07MPa）时，浮子液位计和压力继电器第一对接点接通

电液换向阀11与贮压罐系统的油路被切断，以防氮气进入系统，

同时启动两台油泵工作白当湛面到达低工作液位（375mm）时，

低液位干簧接点接通，则电液换向阀与贮压罐系统的油路接通，

一台油泵住手，一台油泵继续工作仕液位到达高液位（1225mm）

时，高液位接点接通】油泉卸荷运转。液位到达上极限位置

（1325mm）时，最高成位接点接通，油系机电停电，油泵住手运

转*

65,怎样实现压放电极的程序动作？

可通过如下儿点实现压放电极的程序动作（见图2-14）：

（D电磁阀23矿切断油源和上抱闸油路，上抱闸夹紧电极.

（2）电磁阀23b接通油源与卜抱闸油路，卜抱刚松开电极。

（3）电磁阀23d切断油源与把持器油缸下腔的油路，把持

器铜瓦对电极的压力由0.2MPa降至0.IMP%

（4）电液换向阀1%接通油源与升降油缸的油路，升降油缸

升起c如果升起压力超过5MPa时，则升降油缸附近的两个电接

点压力表24找、h触点接通，控制电磁阀23e换向，把持器油缸上

腔通油，铜瓦对电极的单位压力降低Q

(5)升降油缸提升到位后，电磁阀23c切断油源与把持油

缸上腔的诵路.铜瓦抱紧电极；

(6)电嗷阀23b切断油源与下抱闸油路，下抱闸抱紧。

。电磁阀23』接通油源与上抱闸油路，上抱闸松开，

上述动作可以通过控制设备自动实现.也可由控制工人通过

控制各液压阀件的电动按钮手动实现，

66.液压系统安装和启动前的准备工作有娜些？

准备工作如下(见Si2-11)：

(n安装注意事项，安装前对油箱和电磁阀等液压站用稀酸

进行清洗.对电磁阀还应检查通孔有无阻塞现象，无问题用4。号机

油冲洗，包装待用。

对油路管道先用稀酸清洗管内铁锈和杂物然后用40号机油

冲洗.堵孔待用。

油路安装完毕后需要对整个油路系统开泵使其循环4h以上

时间，清除滤网内的杂物、钢屑等〉然后在袖路方向标匕明显标

志和颜色口

(2)准备工作。

D启动机电前.将球阀10c关闭，将球阀10a~h打开，此时

应注意，当球阀手柄扳到和球同中心线平行时为开启状态［当手

柄扳到和球阀中心孔垂直时为关闭状态。

2)点动电动机.检查机电旋转方向是否正确，此时疵注意,

从机电M叶方向看，逆时针方向旋转为正确方向。

3)压力控制器开关及表开关，顺时外旋转为关闭。启动电

机前需将表开关稍打开一点，防止压力表被冲击，损坏指针。

67,机电启动,调压及操作有哪些？

机电启动，调压及操作包括以下内容，

(1)准备工作完毕后确认管道连接正确，所有接头全部拧紧,

扳动启动柜上的按钮•则1号(或者2号)泵-机电装置启动，空运

转3s5min,才干调压。两套蒙机电装置，一套工作，一套备用，

应相互交替使用口建议8h轮换一次。

(2)调压.电磁溢流阀DT得电，或者手顶住DT的心杆，顺

时针方向均匀，缓慢地旋转电磁溢流阀的手轮同时观察压力表的

指针，系统压力将逐渐上升，直到液压缸所需工作压力，普通为

8MPa.然后将销紧螺母销紧，防止振松。

(3)电加热工作。若液压油温不大于wr,则按动电按钮，电加

热器工作；当油温大于时，关闭电按钮开关，电加热器住手工作，

(4)压力环工作(以A相电极其例，R.C相电极类同九扳动

电按钮，DT得电，压力环油锻放松，反之，DT失电，压力环夹

紫心需要说明，顺时针调整单向减压阀的手轮，观察压力表压力

升高；逆时针旋转时，压力降低。获得所需压力后应将手轮销紧，

防止工作中振松，影响压力环工作“

(5)电极升降.扳动电按钮，DT得电*升降油缸杆伸出，电极

下降才扳动电按钮】DT得电。升降机杆退回，电极上升。需要注

意，调整单向节流阀的手轮，可以实现电极升降，基本同步，对

于单向节流阀，顺时针转动调节螺杆时，流量增加逆时针转动时，

流量减少，流量调定后，应将调节螺杆销紧。

(6)抱紧工作，扳动电按钮,DT得电，抱紧油缸杆退回.抱紧

放松；扳动电按钮，DT失电，抱紧油缸杆伸出，抱紫装置抱紧。

需要说明，调节减压阀观察压力表，方法和压力环减压阀相同.可

以获得所需压力.

(7)压放缸工作，扳动电按钮，DT得电，压放钮杆退回；扳

动按钮，DT得电，压放缸杆伸出。需要说明，单向节流阀的调整

与电极升降中的方法相同。

⑻氏力控制器的调整，根据现场液压幺己的安装情况，确定系

统工作压力后参说I压力控制器说明书'将其高低压发讯值调好

«＞蓄能器的使用&后物勿为渤;必须将氮气充入蓄能器中，

否则关闭球阀方可启动，

1)充氮器压力范围#系统最高工作压力的2。%＜畲光气V系

统最低工作压力的9。%.

2)充气压力影响液压金丁速度，普通充气压力低，蓄能器储存

液体多，液压缸速度稍慢w反之，液压缸速度稍快，

68.液压维护注意事项有哪些？

液压维护的注意事项如下r

⑴设备在运输过程中，如螺栓、管接头等振松，设备安装后

需及时拧紧。

(2)往油箱中加油时，建议使用滤油车(2叩m/30、mK请注

意，新神未必干净。

⑶油箱中的油位必须在液位计刻度范围内，