Как трябва правилно да се използват въглеродни електроди, графитни електроди и самоизпичащи се електроди в индустрията за подпотопни дъгови пещи?

Вид, характеристики и употреба на електрода

Тип електрод

Въглеродните електроди могат да бъдат класифицирани като въглеродни електроди, графитни електроди и самоизпичащи се електроди според тяхното приложение и производствени процеси.

Въглеродният електрод е изработен от нископепелен антрацит, металургичен кокс, пеков кокс и нефтен кокс. Съставът му е определено съотношение и размер на частиците. При добавянето му, свързващото вещество асфалт и катран се смесват и сместа се разбърква равномерно при подходяща температура. След това се образува и накрая бавно се калцинира в пещ. Може да се раздели на електроди от естествен графит, електроди от изкуствен графит, въглеродни електроди и специални въглеродни електроди.

Графитният електрод (графитен електрод) се изработва от нефтен кокс и смолен кокс като суровина, след което се поставя в графитизирана електрическа съпротивителна пещ с температура 2273~2773K и чрез графитизация се превръща в графитен електрод. Графитният електрод се разделя допълнително на следните видове.

Обикновеният графитен електрод позволява използването на графитни електроди с плътност на тока по-малка от 17 A/cm2 и се използва главно за обикновени електрически пещи, като например производство на стомана, рафиниране на силиций и пожълтяване на фосфор.

Повърхността на графитния електрод с антиокислително покритие е покрита със защитен слой (антиоксидант за графитен електрод), който е проводим и устойчив на високотемпературно окисление, което намалява консумацията на електрод по време на производството на стомана (19%~50%) и удължава експлоатационния живот на електрода (22%~60%), намалявайки консумацията на енергия на електрода.

Високомощният графитен електрод позволява използването на графитни електроди с плътност на тока от 18 до 25 A/cm2, който се използва главно в мощни електродъгови пещи за производство на стомана.

Графитните електроди с ултрависока мощност позволяват използването на графитни електроди с плътност на тока по-голяма от 25 A/cm2. Използват се главно в електродъгови пещи за производство на стомана с ултрависока мощност.

Самоизпичащ се електрод (samostatyzpichavajuci elektrod) използва антрацит, кокс, битум и катран като суровини, приготвя електродна паста при определена температура и след това зарежда електродната паста в корпус за електрод, монтиран на електрическа пещ (както е показано на Фиг. 1). В производствения процес на електрическа пещ, джауловата топлина, генерирана от преминаването на електрически ток, и проводимата топлина в пещта се самосинтеруват и коксуват. Такъв електрод може да се използва непрекъснато и може да се оформи чрез съединяване на дългия страничен ръб и да се изпича с голям диаметър. Самоизпичащият се електрод се използва широко за производство на феросплави поради простия си процес и ниската си цена.

Фигура 1 Схематична диаграма на обвивката на електрода

1-електродна обвивка; 2-ребро; 3-триъгълен език

Основни технически характеристики на електрода

Материалът на електрода трябва да има следните физикохимични свойства:

Проводимостта е по-добра, съпротивлението е по-малко, за да се намали загубата на електрическа енергия, да се намали падът на напрежението в късата мрежа и да се увеличи ефективното напрежение, за да се увеличи мощността на разтопения басейн;

Точката на топене е висока;

Коефициентът на топлинно разширение е малък, когато температурата се променя бързо, не е лесно да се деформира и вътрешното напрежение, причинено от промяната на температурата, не може да генерира фини пукнатини, за да увеличи съпротивлението;

Да имат достатъчна механична якост при високи температури;

Примесите са ниски и не замърсяват стопилката.

Основните технически свойства на въглеродния електрод, графитния електрод и самоизпичащия се електрод са показани в Таблица 1 и Фигури 2 и 3.

Таблица 1 Технически характеристики на електрода

Фиг. 2 Промяна на съпротивлението на въглероден електрод и графитен електрод с температурата

Фигура 3 Топлопроводимост на въглеродни и графитни електроди като функция на температурата

Избор на електроди в производството на феросплави

Самоизпичащите се електроди се използват широко при топенето на железни сплави, рафинирането на феросилиций, силициево-хромови сплави, манганово-силициеви сплави, високовъглероден феромарган, високовъглероден ферохром, средно- и нисковъглероден феромарган, средно- и нисковъглероден ферохром, силициево-калциеви сплави, волфрамово желязо. Самоизпичащите се електроди са склонни да увеличат производството на сплави, превръщайки железните ленти във въглерод и произвеждайки железни сплави и чисти метали с много ниско съдържание на въглерод. Ако се използва въглероден ферохром, индустриален силиций и манганов метал, трябва да се използват въглеродни или графитни електроди.

电极的种类、性能及其用途

电极种类

碳质电极按其用途及制作工艺不同可分为碳素电极、石墨电极和自焙电极三种。

碳素电极 (въглероден електрод)是以低灰分的无烟煤、冶金焦、沥青焦和石油焦为原料，按一定的比例和粒度组成.混合时加入黏结剂沥青和焦油，在适当的温度下搅拌均匀后压制成形，最后在焙烧炉中缓慢焙烧制得.

石墨电极(графитен електрод)以石油焦和沥青焦为原料制成碳素电极，再放到温度为2273〜2773K的石墨化电阻炉中，经石墨化而制成石墨电极„石墨电极又分为以下几种。

普通功率石墨电极允许使用电流密度低于17A/cm2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。

抗氧化涂层石墨电极表面涂覆既能导电又耐高温氧化的保护层(石墨电极抗氧化剂)，降低炼钢时的电极消耗 (19%〜50%), 延长电极的使用寿命(22%〜60%),降低电极的电能消耗。

高功率石墨电极允许使用电流密度为18〜25A/ cm2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。

超高功率石墨电极允许使用电流密度大于25A/ cm2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。

自焙电极(самопечещ се електрод)用无烟煤、焦炭以及沥青和焦油为原料，在一定温度下制成电极糊，然后把电极糊装入已安装在电炉上的电极壳中(如图1所示)，在电炉生产过程中依靠电流通过时所产生的焦耳热和炉内传导热，自行烧结焦化。这种电极可连续使用，边使用边接长边给结成形，且可焙烧成大直径的。自焙电极不仅工艺简单，成本也低，因此被广泛用于铁合金生产。