用于直流电弧熔炉的电弧偏斜的补偿系统和方法技术方案

一个直流电弧熔炉系统（１０）包含一个电弧熔炉，该电弧熔炉包含了一个延伸到容器（１４）中的电极（２４）。一个主直流电源（２８）由一个主熔炉电路（２５）连接到该电极并连接到位于该容器底处的一个阳极区域（３５），该主熔炉电路包含一个连接到该阳极区域并从该阳极区域向容器外延伸到该主直流电源的阳极导体（４０）。该系统（１０）还包含一个电弧偏转补偿系统（５０），其包含一个与该主熔炉电路分离的补偿电路（５２），且其中该补偿电路由一个与该主电源（２８）分离的补偿电源（５４）供给能量。该补偿电路在该熔炉的一个电弧区域（４４）内产生一个与该主电路（２５）生成的磁场（４６）方向相反的磁场（５４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及直流电弧熔炉，更具体地涉及一种调节系统和方法， 例如通过减少或减轻熔炉电弧区域中的电孤偏转或偏斜来调节。一种已知的直流电弧熔炉，包含一个横截面通常为圆形的容器， 该容器包括了一个封闭的顶部， 一个单电极从该顶部轴向地延伸到一 个由该容器所限定的室中。该电极作为阴极由主熔炉电路连接到直流 电源的一个极。另一个电极通过阳极导体连接到位于该容器底上的阳 极端。在熔炉电弧区域中的电弧的偏转是一个众所周知的问题，其中 所述电弧区域在电极的一个远端和容器中熔化材料的熔体之间延伸。 偏转是由一个在该电弧区域内的横向磁场产生的力导致的，其中所述 磁场是主电路中电流所导致的结果。作为电弧偏转所导致的结果，该 容器的壁上的热负荷并不对称，这进而导致该壁的不均匀磨损，并可 能导致长的停机时间和高的耐火材料成本。已知有多种用于减少和/或减轻电弧偏转的系统和方法，但是对至 少一些应用来说，它们是不适合的。专利技术目的从而，本专利技术的目的之一就是提供一种替代性的调节系统和方法， 例如通过减少或减轻直流电弧熔炉中的电弧偏斜。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种直流电弧熔炉系统，该直流电弧熔炉系统包含一个电弧熔炉，包含一个延伸进容器的电极；一个主直流电源，由一个主熔炉电路连接到该电极以及连接到该 容器底处的阳极区域，该主熔炉电路包含一个连接到该阳极区域并且 自该阳极区域向该容器的外部延伸连接到该主直流电源的阳极导体； 和一个电弧偏斜补偿系统，包括一个与该主熔炉电路分离的补偿电 路，且所述补偿电路是由一个与主电源分离的补偿电源供给能量。在本说明书中，"分离" 一词在涉及补偿电路中用到时，是用于 表明在该补偿电路中的一个参数，例如电流，是独立于该主熔炉电路中的相应或相关参数或可独立地被控制的；以及在涉及该补偿电源中 被用到时，用于表明该补偿电源与该主电源独立或可独立于该主电源 被控制。该补偿电路和主电路可以彼此电绝缘，或者可以共享一个接 地/地线。本系统的主平面，对称地延伸穿过主熔炉电路和电极。配置该补偿电路，以使该补偿电路中的电流在该熔炉的电弧区域 内导致一个与主电路中的主电流在电弧区域内导致的磁场的方向不同 的磁场，所述电弧区域在电极的一个远端和熔炉中的材料体之间延伸。 该不同的方向可以和该主电流导致的磁场的方向相反，或与其横交。可以配置该补偿电路，以使得由该补偿电路中的电流导致的该磁 场基本抵消由主电路中的电流导致的磁场。该补偿电路可以包含一个主补偿翼，该主补偿翼在该阳极导体的 区域内基本平行于阳极导体并朝向该阳极区域延伸。该补偿电路可以包括至少一个第一线圏和一个第二线圏。每个线 圏可以包括多个绕组，且可以具有任意适合的形状或结构，例如圆形、 椭圆形和包括基本平行的相对的较长的第一翼和第二翼的矩形。在第一实施方案中，可以将第一线圏和第二线圈安排成使一个基 本垂直于该主平面的且位于该容器的底之下的第二平面对称地延伸穿 过两个线團的第一翼和第二翼，这些线圏被安排成彼此并列且相对于 该主平面对称。在第二实施方案中，第一线圏和第二线圏可以被安排在该容器的 底之下，以使平行于该主平面并关于该主平面对称的各平面延伸穿过 各线圏的第一翼和第二翼。在第三实施方案中，该第一线圈和第二线圈可以;故定位为邻近该 容器的侧壁，且位于该容器的径向相对的区域中，且至少一部分位于 该底之上，以使得平行于该主平面并关于该主平面对称的各平面延伸 穿过各线圏的第一翼和第二翼。在第四实施方案中，该第一线圏和第二线圏可以被定位为邻近该 容器，且位于该容器的径向相对的区域中，以使相对主平面对称地延 伸的，且平面之间有一角"的各平面延伸穿过各线圏的第一翼和第二翼，且其中0。 < " < 1800。该补偿电源可以是一个单独的电源，替代地该补偿电源可以包括 用于所述至少第一线圏和第二线圈中的每一个线圈的各个独立电源。在其他实施方案中，该补偿电路可以包括一个如前所述的具有任 意合适形状或结构的单个线圏。该单个线圏结构上通常可以是矩形的， 其具有相对的第一翼和第二翼。该主平面可以对称地延伸穿过该第一 翼和第二翼，该第一翼可以被定位为尽可能地接近该阳极导体，且可 以对该线圈提供能量，使第一翼中的补偿电流以与该阳极导体中的主 电流相反的方向^充动。该系统，可以包括一个控制器，该控制器被自动配置成使该补偿 电路中的一个参数遵循该主电路中相应或相关的参数的变化。例如， 可以配置该控制器，以操作该补偿电源，使该补偿电路之中的电流和 该主电路中的电流的变化一致地改变。本专利技术还延伸到 一 个用于直流电弧熔炉的电弧偏转补偿系统，包 括了一个将该熔炉的一个电极连接到主熔炉直流电源的主熔炉电路， 该补偿系统包含一个与该主电路分离的补偿电路，和一个与该主电源 分离的补偿系统电源。电弧偏转补偿系统，可以包括一个控制器，该控制器被自动配置 成使补偿电路中的一个参数遵循该主电路中相应或相关参数的变化。 例如，可以配置该控制器以操作或控制该补偿电源，使该补偿电路之 中的电流和该主电路中的电流的变化一致地改变。本专利技术的范围内还进一步包括一种调节直流电弧熔炉的电弧区域 内的电弧偏转的方法，其中该区域在该熔炉的一个电极的一端和熔炉 中的材料之间延伸，且其中电极是由一个主熔炉电路连接到一个主直 流电源，该方法包括以下步骤利用位于该熔炉的一个区域内的分离的补偿电路；并且用一个分离的补偿电源给该补偿电路供给能量，以导致该补偿电 路之中的电流在电弧区域内导致一个与主电路中主电流在电弧区域内导致的磁场的方向不同的另一方向上的磁场。该另一方向可以和由该主电流导致的磁场的方向相反，或与之4黄交。附图说明现将参考附图以举例方式进一步描述本专利技术，其中图l是一个已知的或现有技术下的直流电弧炉的三维表示图； 图2是图1的熔炉的侧视图； 图3是图1中熔炉的端视图；图4是一个主熔炉电路和根据本专利技术的电弧偏转补偿系统的分离 的电弧偏转补偿电路的框图；图5是一个熔炉和根据本专利技术的补偿系统的第一实施方案的示意 性侧视图；图6是图5的熔炉和补偿系统的示意性端视图；图7是一个类似于图5的熔炉以及补偿系统的第二实施方案的视8是一个类似于图6的熔炉以及补偿系统的第二实施方案的视9是一个类似于图5的熔炉以及补偿系统的第三实施方案的视图IO是一个类似于图6的熔炉以及补偿系统的第三实施方案的视图ll是一个类似于图5的熔炉以及补偿系统的第四实施方案的视图12是一个类似于图6的熔炉以及补偿系统的第四实施方案的视图13是一个类似于图5的熔炉以及补偿系统的第五实施方案的视 且图14是一个类似于图6的熔炉以及补偿系统的第五实施方案的视具体实施方式一种已知的直流(DC)熔炉系统，在图1-图3中总体由标记号10 来指示。系统10包含一种已知的电弧熔炉12，该电弧熔炉包含一个 细长的管状容器14，该管状容器限定了一个室16。该容器包含一个壁18， 一个封闭的顶20和一个底22，该壁在横 截面上基本为圆形。 一个连接到主熔炉电路25的单电极24于中央处 从顶朝向底22延伸到该容器中。该电极24是由该主电路作为阴极连 接到一个已知的主熔炉直流电源28的负极上。该电源包括一个变压器 和整流器30和一个线圈32 (共同在图4中示出)。该电源28的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电弧熔炉系统，包含：　一个电弧熔炉，包含了一个延伸入容器中的电极；　一个主直流电源，由一个主熔炉电路连接到该电极以及连接到该容器底处的阳极区域，该主熔炉电路包含一个连接到该阳极区域并且自该阳极区域向该容器的外部延伸连接到该主直流电源的阳极导体；和　一个电弧偏转补偿系统，其包括一个与该主熔炉电路分离的补偿电路，且所述补偿电路是由一个与主电源分离的补偿电源供给能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克彼得勒斯格雷林，彼得勒斯赫尔曼纳斯斯沃特，
申请(专利权)人：弗雷德里克彼得勒斯格雷林，彼得勒斯赫尔曼纳斯斯沃特，
类型：发明
国别省市：ZA[南非]