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1、(10)申请公布号 CN 102625507 A (43)申请公布日 2012.08.01 C N 1 0 2 6 2 5 5 0 7 A *CN102625507A* (21)申请号 201210103894.8 (22)申请日 2012.04.11 H05B 7/103(2006.01) H05B 7/12(2006.01) (71)申请人西安越达环保科技有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区高新一路 25号创新大厦 (72)发明人关越 张国庆 李真 郭云奇 杨自强 冯法选 王鑫 (54) 发明名称 浸冷式导电横臂 (57) 摘要 浸冷式导电横臂，包括支撑电极的横臂主体； 设置于。
2、横臂主体前端的导电夹头和电极抱箍，电 极由导电夹头和电极抱箍固定在横臂主体上；向 横臂主体内通入冷却水的进水管；将循环冷却水 从横臂主体排出的出水管；通过安装固定件设置 于横臂主体内的导电铜排，导电铜排从横臂主体 后部伸入横臂主体内，其前端与导电夹头相连； 出水管位于进水管上方。本发明将导电铜排浸泡 冷却水中，利用水在不同温度下的比重差来进行 冷却水的循环，从而对导电铜排的降温，无需另外 加工形成冷却水进水通道和回水通道，结构简单， 冷却效果好。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书。
3、 3 页 附图 2 页 1/1页 2 1.浸冷式导电横臂，包括： 支撑电极的横臂主体； 设置于所述横臂主体前端的导电夹头和电极抱箍，电极由所述导电夹头和电极抱箍固 定在横臂主体上； 向所述横臂主体内通入冷却水的进水管； 将循环冷却水从所述横臂主体排出的出水管； 其特征在于： 通过安装固定件设置于所述横臂主体内的导电铜排，所述导电铜排从横臂主体后部伸 入横臂主体内，其前端与导电夹头相连； 所述出水管位于所述进水管上方。 2.根据权利要求1所述的浸冷式导电横臂，其特征在于：所述导电铜排横截面为矩形。 3.根据权利要求1所述的浸冷式导电横臂，其特征在于：所述导电铜排前端部为L形。 4.根据权利要求1。
4、所述的浸冷式导电横臂，其特征在于：所述进水管从横臂主体后端 伸入至横臂主体内前部；所述出水管设置于所述横臂主体内后部。 5.根据权利要求4所述的浸冷式导电横臂，其特征在于：所述进水管通过安装固定件 设置于横臂主体内底壁上，所述出水管设置于横臂主体内顶壁上。 6.根据权利要求1或4或5所述的浸冷式导电横臂，其特征在于：所述进水管和所述 出水管的中心线位于同一直线上。 7.根据权利要求1所述的浸冷式导电横臂，其特征在于：所述安装固定件为片状体，其 上设置有用于固定进水管和出水管的通孔和用于固定导电铜排的卡槽。 权 利 要 求 书CN 102625507 A 1/3页 3 浸冷式导电横臂 技术领域 。
5、0001 本发明属于冶金设备技术领域，尤其涉及一种在电弧加热的工业电炉上使用的导 电横臂。 背景技术 0002 导电横臂作为电弧炉的关键部件，起着支撑并夹持电极的作用，将电能由变压器 二次短网经电极传导至炉壳内，在炉料内产生强大的电弧电流，使被熔炼物升温。导电横臂 通常安装在支撑立柱上，其前端通过电极夹头夹持电极，使电极在升降过程中准确地保持 在电极中心圆的位置上。导电横臂的重量越轻，意味着支撑立柱作升降调节的驱动力相对 越小，电极调节导向装置的负荷越小，同时也使支撑立柱的升降调节响应能力得到提高。在 电弧炉冶炼过程中，由于电极端部与被熔炼物之间形成大功率的高温电弧，会引起导电横 臂强烈电磁振。
6、动，因此导电横臂还应具有良好的刚度和强度。为能以最高效率的电弧熔化 升温被熔炼物，导电横臂还应具有低的电阻值和电抗值。此外，为适应高温工作环境，导电 横臂内部通有冷却水，在设计上应尽可能减少静电尘埃的堆积，以延长导电横臂的寿命。由 上可知，电弧炉冶炼工艺对导电横臂的要求是重量轻、刚度好、阻抗小、寿命长。 0003 传统的导电横臂是钢制的，其将支撑电极和导电两种功能分开，支撑功能由安装 在支撑立柱上的具有良好刚性的横臂主体来完成，导电功能由安装在横臂主体上的水冷导 电铜管来完成。这种类型的导电横臂为满足其导电性能的可行性和安全性，要求导电母线 连接工作的热停工时间长、维修效率较低，但是由于导电横。
7、臂升降过程中会产生强烈电磁 振动，以及工作环境中的粉尘等作用产生的飞弧现象, 容易造成打电击穿、漏水等故障，需 停工检修，维修量很大，还增加电能损耗，因此这类导电横臂具有重量大、阻抗高、寿命较短 的缺点，同时比较占用空间。 0004 铜钢复合导电横臂是传统全钢导电横臂升级换代的产品，其为矩形桁架式结构， 是利用铜钢复合板的外表层铜板导电，从而取消传统导电横臂系统中的导电铜管，将导电 横臂的导电和支撑电极两种功能合二为一，这在某种程度上可以减少导电横臂的电阻值和 电抗值，改善导电性能，但由于铜钢复合板中的铜板相对较薄，其导电横截面积相对较小， 因此电阻值和电抗值仍未得到根本改善，而且铜钢复合板导。
8、电横臂的总重量太大，电极调 节性能不够灵敏。 0005 全铝合金导电横臂是由铝合金板焊接制成的箱形结构，内部通水冷却，结构简单。 由于横臂整体均为全铝合金材质, 与铜钢复合导电横臂相比，导电截面积大，电抗值变小， 电导率高，可提高电弧炉的电效率，降低电能损耗。而且铝合金的密度小，重量轻，由于全铝 合金导电横臂的总重量减轻，而系统共振频率与电极调节器的灵敏度成正比，降低重量就 是提高调节器灵敏度，使电极升降的运动质量及惯性减小，从而大大提高了电极立柱的升 降调节响应能力，而电极提升速度提高，消除电弧短路的响应加快，这样可减少电极损耗， 实现即提高效率又降低成本。但是铝的熔点较低，横臂顶端受高温火。
9、焰和热辐射的影响较 大，而且铝的导电性能实质上不如铜的导电性能，为了提高导电性能、保证工作稳定性，就 说 明 书CN 102625507 A 2/3页 4 需要使用尺寸较粗的导电横臂，同时为了提高强度，内部还配加强筋，而铝的加工工艺比钢 和铜复杂，通常需要使用特殊的焊接加工设备，而且为了防止全铝合金导电横臂被冷却水 腐蚀，需用镁合金材料进行电化防腐，以提高板材耐腐蚀能力，防腐材料35年更换一次， 这不仅直接增加加工制造成本，而且后续维修留下许多问题。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种在电炉上使用的结构简单、强度好、电导率高、维修费用 低的浸冷式导电横臂，本发明的浸冷式导电横臂改善了传。
10、统的冷却和绝缘方式，实现了节 能、安全的目标，使导电横臂结构大大简化，有利于实现电弧炉标准产业化生产。 0007 为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：浸冷式导电横臂，包括：支 撑电极的横臂主体；设置于所述横臂主体前端的导电夹头和电极抱箍，电极由所述导电夹 头和电极抱箍固定在横臂主体上；向所述横臂主体内通入冷却水的进水管；将循环冷却水 从所述横臂主体排出的出水管；通过安装固定件设置于所述横臂主体内的导电铜排，所述 导电铜排从横臂主体后部伸入横臂主体内，其前端与导电夹头相连；所述出水管位于所述 进水管上方。 0008 本发明的导电铜排横截面为矩形。 0009 本发明的导电铜排前端部为L。
11、形。 0010 本发明的进水管从横臂主体后端伸入至横臂主体内前部；所述出水管设置于所述 横臂主体内后部。 0011 本发明的进水管通过安装固定件设置于横臂主体内底壁上，所述出水管设置于横 臂主体内顶壁上。 0012 本发明的进水管和所述出水管的中心线位于同一直线上。 0013 本发明的安装固定件为片状体，其上设置有用于固定进水管和出水管的通孔和用 于固定导电铜排的卡槽。 0014 由上述技术方案可知，本发明将导电铜排直接设置于横臂主体中，突破了传统的 用铜管做电极导电体的模式，导电面积增加，导电率高；同时也克服了铜钢复合导电横臂结 构复杂的缺点，节省材料，加工成本降低，便于实现标准产业化生产；。
12、同时与全铝合金导电 横臂相比，采用导电性能更好的铜排作为导电体，工作更稳定，而且易加工。本发明使导电 铜排完全浸泡在冷却水中，有效降低了因导体温度升高引起电阻率升高造成的电能损失， 从而达到节能目的。 附图说明 0015 图1为本发明实施例1的结构示意图。 0016 图2为沿图1中A-A线的剖视图。 0017 图3为沿图2中B-B线的剖视图。 0018 图4为本发明实施例1安装固定件的结构示意图。 0019 以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。 具体实施方式 说 明 书CN 102625507 A 3/3页 5 0020 实施例1 如图1、图2、图3及图4所示，本实施例的浸冷。
13、式导电横臂包括钢制横臂主体1、导电 铜排2、进水管3、出水管4、导电卡头5、电极抱箍6、凸轮锁紧机构7、安装固定件8。导电横 臂通过螺纹紧固件和由绝缘材料制成的支撑板安装在支撑立柱上，随支撑立柱一起上下升 降。 0021 本发明的横臂主体1焊接加工成矩形箱式结构，在横臂主体1的前端通过螺栓及 法兰安装有铜制的导电卡头5，电极抱箍6通过凸轮锁紧机构7安装在横臂主体1的前部， 电极抱箍6由不锈钢材料制成。电极（未图示）通过导电卡头5和电极抱箍6固定在导电横 臂上，从而随导电横臂一起升降。在横臂主体1内顶壁和内底壁上分别设置有多个间隔布 置的安装固定件8，这些安装固定件8位于同一直线上，本实施例中的。
14、安装固定件8起两个 作用：一是用于固定进水管3和出水管4，二是用于固定导电铜排2。本实施例的安装固定 件8呈片状体，在安装固定件8上加工有一孔径大小与进水管和出水管外径大小相适应的 通孔8a和两个宽度与导电铜排2宽度相适应的卡槽8b。导电铜排2从横臂主体1的后端 插入，卡在安装固定件8的卡槽8b内，从而通过安装固定件8固定在横臂主体1内部，导电 铜排2的前端与导电卡头5相接触，从而将电能由变压器二次短网经导电卡头5传导至电 极。作为优选的技术方案，本实施例中导电铜排2前端部为L形，可以与导电卡头5有更大 的接触面积。 0022 本实施例的的进水管3安装在横臂主体1的内底壁上，其从横臂主体1的后。
15、端伸 入并穿过安装固定件8的通孔8a、前端位于横臂主体1的前部。出水管4通过安装固定件 8安装在横臂主体1的内顶壁上，其前部位于内横臂主体1后部内，出水管4位于进水管3 的上方，进水管3和出水管4与冷却水循环系统连通。整个横臂主体1形成一个冷却水的 流通空间，当从进水管3通入冷却水时，可以将导电铜排2整个浸泡冷却水中，由于水在不 同温度下比重不同，温度高的水自动位于温度低的水的上方，本发明利用水在不同温度下 的比重差来进行冷却水的循环，从而对导电铜排2的降温，无需另外加工形成冷却水进水 通道和回水通道，结构简单，冷却效果好。而且本实施例的将进、出水管设置于横臂主体的 内部，不但利于保护各零部件。
16、，延长零部件的寿命，而且外部形状简单，导电横臂通过绝缘 套和螺栓安装在支撑立柱上，可方便地调整导电横臂的位置，使横臂与炉子中心和电极分 布圆之间的相对位置和尺寸准确无误，适应不同的冶炼条件。 0023 本发明采用钢制的电极横臂主体，强度可以得到保障，同时采用片状导电铜排，导 电截面积增大, 总阻抗减小,由于结构简单, 维修方便, 维修费用降低，可使电弧炉具有 更明显的节能效果；导电横臂内部通有冷却水，并在设计上尽可能减少静电尘埃的堆积，以 延长导电横臂的寿命。 0024 诚然，本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到 许多不同的具体方案，例如，作为本发明的优选实施例，进水管安装在横臂主体内部，但是， 进水管也可以安装在横臂主体外侧，在横臂主体侧壁上设置进水孔，冷却水通过横臂主体 外的进水管通入横臂主体内；固定安装件也可以采用一对角钢形状的卡座或夹片等其他形 式，诸如此等改变以及等效变换均应包含在权利要求所述的范围之内。 说 明 书CN 102625507 A 1/2页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102625507 A 2/2页 7 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102625507 A 。