Art, Leistung und Verwendung der Elektrode
Elektrodentyp
Kohlenstoffhaltige Elektroden können je nach Verwendungszweck und Herstellungsverfahren in Kohlenstoffelektroden, Graphitelektroden und selbstbackende Elektroden eingeteilt werden.
Die Kohlenstoffelektrode besteht aus aschearmem Anthrazit, metallurgischem Koks, Pechkoks und Petrolkoks. Sie besteht aus einem bestimmten Anteil und einer bestimmten Partikelgröße. Beim Hinzufügen werden das Bindemittel Asphalt und Teer vermischt und die Mischung bei geeigneter Temperatur gleichmäßig gerührt. Formgebung und schließlich langsames Kalzinieren in einem Röster. Kann in natürliche Graphitelektroden, künstliche Graphitelektroden, Kohlenstoffelektroden und spezielle Kohlenstoffelektroden unterteilt werden.
Die Graphitelektrode (Graphitelektrode) besteht aus Petrolkoks und Pechkoks als Rohstoff und wird anschließend in einen Graphit-Widerstandsofen bei einer Temperatur von 2273 bis 2773 K gelegt und durch Graphitisierung zu einer Graphitelektrode verarbeitet. Die Graphitelektrode wird weiter in folgende Arten unterteilt:
Die gewöhnliche Graphitelektrode ermöglicht die Verwendung von Graphitelektroden mit einer Stromdichte von weniger als 17 A/cm² und wird hauptsächlich für gewöhnliche Elektroöfen verwendet, beispielsweise zur Stahlherstellung, Siliziumraffination und Phosphorvergilbung.
Die Oberfläche der mit einer Antioxidationsbeschichtung versehenen Graphitelektrode ist mit einer Schutzschicht (Antioxidans für Graphitelektroden) überzogen, die leitfähig und beständig gegen Oxidation bei hohen Temperaturen ist, wodurch der Elektrodenverbrauch bei der Stahlherstellung verringert (19–50 %) und die Lebensdauer der Elektrode verlängert (22–60 %) wird, wodurch der Stromverbrauch der Elektrode verringert wird.
Die Hochleistungsgraphitelektrode ermöglicht den Einsatz von Graphitelektroden mit einer Stromdichte von 18 bis 25 A/cm2, die vor allem in Hochleistungs-Lichtbogenöfen zur Stahlerzeugung eingesetzt werden.
Ultrahochleistungs-Graphitelektroden ermöglichen den Einsatz von Graphitelektroden mit Stromdichten von über 25 A/cm². Sie werden hauptsächlich in Ultrahochleistungs-Lichtbogenöfen zur Stahlherstellung eingesetzt.
Selbstbackende Elektroden (selbstbackende Elektroden) verwenden Anthrazit, Koks, Bitumen und Teer als Rohstoffe. Bei einer bestimmten Temperatur wird eine Elektrodenpaste hergestellt und in ein Elektrodengehäuse gefüllt, das in einem Elektroofen montiert ist (siehe Abb. 1). Im Elektroofenprozess werden die durch den Stromfluss erzeugte Joule-Wärme und die Leitungswärme im Ofen selbstgesintert und verkokt. Solche Elektroden sind dauerhaft einsetzbar, können durch Zusammenfügen der Längskanten geformt und auf einen großen Durchmesser gebrannt werden. Selbstbackende Elektroden werden aufgrund ihrer einfachen Herstellung und geringen Kosten häufig in der Ferrolegierungsproduktion eingesetzt.
Abbildung 1 Schematische Darstellung der Elektrodenhülle
1-Elektrodenschale; 2-Rippenstück; 3-Dreieckszunge
Wichtigste technische Leistung der Elektrode
Das Elektrodenmaterial sollte folgende physikochemischen Eigenschaften aufweisen:
Die Leitfähigkeit ist besser, der spezifische Widerstand ist geringer, um den Verlust elektrischer Energie zu verringern, den Spannungsabfall des Kurzschlussnetzes zu reduzieren und die effektive Spannung zu erhöhen, um die Leistung des Schmelzbades zu erhöhen;
Der Schmelzpunkt ist hoch;
Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist gering, sodass es bei schnellen Temperaturänderungen nicht leicht zu Verformungen kommt und die durch die Temperaturänderung verursachte innere Spannung keine feinen Risse erzeugen kann, die die Widerstandsfähigkeit erhöhen;
Über ausreichende mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen verfügen;
Es gibt nur wenige Verunreinigungen und die Schmelze wird nicht durch Verunreinigungen verunreinigt.
Die wichtigsten technischen Eigenschaften der Kohlenstoffelektrode, der Graphitelektrode und der selbstbackenden Elektrode sind in Tabelle 1 und den Abbildungen 2 und 3 dargestellt.
Tabelle 1 Technische Leistung der Elektrode
Abb. 2 Die Änderung des spezifischen Widerstands einer Kohlenstoffelektrode und einer Graphitelektrode mit der Temperatur
Abbildung 3 Wärmeleitfähigkeit von Kohlenstoff- und Graphitelektroden als Funktion der Temperatur
Auswahl von Elektroden in der Ferrolegierungsindustrie
Selbstbackende Elektroden werden häufig beim Schmelzen von Eisenlegierungen, der Raffination von Ferrosilizium, Silizium-Chrom-Legierungen, Mangan-Silizium-Legierungen, hochkohlenstoffhaltigem Ferromangan, hochkohlenstoffhaltigem Ferrochrom, mittel- und niedrigkohlenstoffhaltigem Ferromangan, mittel- und niedrigkohlenstoffhaltigem Ferrochrom, Silizium-Calcium-Legierungen und Wolfram-Eisen eingesetzt. Selbstbackende Elektroden erhöhen die Legierungsproduktion, wandeln Eisenbänder in Kohlenstoff um und erzeugen Eisenlegierungen und reine Metalle mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt. Bei Kohlenstoff-Ferrochrom, Industriesilizium und Manganmetall sollten Kohlenstoff- oder Graphitelektroden verwendet werden.
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(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.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极四类。
Graphitelektrode (Graphitelektrode).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“.
Die Leistung beträgt 17 A/cm2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.
Die Stromversorgung erfolgt über 18 A/cm².
Die Temperatur beträgt 25 A/cm2.
自焙电极(selfbakingelectrode)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。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.
Beitragszeit: 18. November 2019