Tipus, rendiment i ús de l'elèctrode
Tipus d'elèctrode
Els elèctrodes carbonosos es poden classificar en elèctrodes de carboni, elèctrodes de grafit i elèctrodes autocoents segons els seus usos i processos de fabricació.
L'elèctrode de carboni està fet d'antracita baixa en cendres, coc metal·lúrgic, coc de brea i coc de petroli. Està compost d'una certa proporció i mida de partícula. En afegir-lo, es barregen l'asfalt aglutinant i el quitrà, i la barreja s'agita uniformement a una temperatura adequada. Es forma i finalment es calcina lentament en un torrador. Es pot dividir en elèctrodes de grafit natural, elèctrodes de grafit artificial, elèctrodes de carboni i elèctrodes de carboni especials.
L'elèctrode de grafit (elèctrode de grafit) està fet de coc de petroli i coc de brea com a matèria primera, i després es col·loca en un forn de resistència elèctrica grafititzat amb una temperatura de 2273~2773K, i es converteix en un elèctrode de grafit mitjançant grafitització. L'elèctrode de grafit es divideix a més en els següents tipus.
L'elèctrode de grafit de potència ordinària permet l'ús d'elèctrodes de grafit amb una densitat de corrent inferior a 17 A/cm2, i s'utilitza principalment per a forns elèctrics de potència ordinària com ara la fabricació d'acer, el refinament de silici i el fòsfor groguenc.
La superfície de l'elèctrode de grafit recobert d'antioxidació està recoberta amb una capa protectora (antioxidant d'elèctrode de grafit) que és conductora i resistent a l'oxidació a alta temperatura, cosa que redueix el consum d'elèctrode durant la fabricació d'acer (19% ~ 50%) i allarga la vida útil de l'elèctrode (22% ~ 60%), reduint el consum d'energia de l'elèctrode.
L'elèctrode de grafit d'alta potència permet l'ús d'elèctrodes de grafit amb una densitat de corrent de 18 a 25 A/cm2, que s'utilitza principalment en forns d'arc elèctric d'alta potència per a la fabricació d'acer.
Els elèctrodes de grafit d'ultra alta potència permeten l'ús d'elèctrodes de grafit amb densitats de corrent superiors a 25 A/cm2. S'utilitzen principalment en forns d'arc elèctric per a la fabricació d'acer d'ultra alta potència.
Elèctrode autococció (elèctrode autococció) que utilitza antracita, coc i betum i quitrà com a matèries primeres, fa una pasta d'elèctrode a una temperatura determinada i després carrega la pasta d'elèctrode en una carcassa d'elèctrode que s'ha muntat en un forn elèctric (com es mostra a la FIG. 1). En el procés de producció del forn elèctric, la calor Joule generada pel pas del corrent elèctric i la calor de conducció al forn s'autosinteritzen i es coquen. Aquest elèctrode es pot utilitzar contínuament i es pot formar unint la vora lateral llarga i es pot coure en un diàmetre gran. L'elèctrode autococció s'utilitza àmpliament per a la producció de ferroaliatges a causa del seu procés senzill i baix cost.
Figura 1 Diagrama esquemàtic de la carcassa de l'elèctrode
Closca d'1 elèctrode; peça de 2 nervadures; llengüeta de 3 triangles
Principal rendiment tècnic de l'elèctrode
El material de l'elèctrode ha de tenir les següents propietats fisicoquímiques:
La conductivitat és millor, la resistivitat és més petita, per reduir la pèrdua d'energia elèctrica, reduir la caiguda de tensió de la xarxa curta i augmentar la tensió efectiva per augmentar la potència de la piscina fosa;
El punt de fusió és alt;
El coeficient d'expansió tèrmica és petit, quan la temperatura canvia ràpidament, no és fàcil de deformar-se i la tensió interna causada pel canvi de temperatura no pot generar esquerdes fines per augmentar la resistència;
Tenir prou resistència mecànica a altes temperatures;
Les impureses són baixes i les impureses no contaminen la fosa.
Les principals propietats tècniques de l'elèctrode de carboni, l'elèctrode de grafit i l'elèctrode autococtor es mostren a la Taula 1 i a les Figures 2 i 3.
Taula 1 Rendiment tècnic dels elèctrodes
Fig. 2 El canvi de resistivitat de l'elèctrode de carboni i l'elèctrode de grafit amb la temperatura
Figura 3 Conductivitat tèrmica dels elèctrodes de carboni i grafit en funció de la temperatura
Selecció d'elèctrodes en la indústria dels ferroaliatges
Els elèctrodes autococtors s'utilitzen àmpliament en la fosa d'aliatges de ferro, el refinament de ferrosilici, aliatges de silici i crom, aliatges de silici i manganès, ferromanganès amb alt contingut de carboni, ferrocrom amb alt contingut de carboni, ferromanganès amb mitjà i baix contingut de carboni, ferrocrom amb mitjà i baix contingut de carboni, aliatges de silici i calci, ferro de tungstè. Els elèctrodes autococtors tendeixen a augmentar la producció d'aliatges, convertir les corretges de ferro en carboni i produir aliatges de ferro i metalls purs amb un contingut de carboni molt baix. Si es tracta de ferrocrom de carboni, silici industrial i metall de manganès, s'han d'utilitzar elèctrodes de carboni o grafit.
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、石墨电极和自焙电枍焙电极极
碳素电极(carbonelectrode)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.混合时加入黏楓剂比例和粒度组成.青和焦油，在适当的温度下搅拌均匀后压制成形，最后在焙烧炉中缓慧焙焙制得。可分为天然石墨电极、人造石墨电极、碳电极以及特种碳素电枻倂电极、碳电极以及特种碳素电枻囂电极
石墨电极(electrode de grafit)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„石墨电极不中䈥中中墨化而制成石墨电极„
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(selfbangelectrode)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。
图1 电极壳示意图
1-电极壳；2-筋片；3-三角形舌片
电极的主要技术性能
电极材料应具有下列物理化学特性：
导电性要好，电阻率要小，以减少电能的损失，减少短网压降，提高有效电压，以提高熔池功率;
熔点要高;
热膨胀系数要小，当温度急变时，不易变形，不能因温度变化带来的内应力产生细小的裂缝增加电阻;
高温下要有足够的机械强度;
杂质要低，而且杂质不污染所冶炼的品种。
碳素电极、石墨电极和自焙电极的主要技术性能如表1和图2、图3所示。
表1 电极技术性能
图2 碳素电极和石墨电极电阻率随温度的变化情况
图3 碳素电极和石墨电极热导率随温度的变化情况
铁合金工业中电极的选用
自焙电极广泛用于铁合金冶炼，炼制硅铁、硅铬合金、锰硅合金、高碳锰铁、高碳铬铁、中低碳锰铁、中低碳铬铁、硅钙合金、钨铁等。自焙电极易使生产合金增碳，铁皮带入碳，生产含碳很低的铁合金和纯金属，如果碳铬铁、工业硅和金属锰应采用碳素电极或石墨电极。
Data de publicació: 18 de novembre de 2019