Πώς πρέπει να χρησιμοποιούνται σωστά τα ηλεκτρόδια άνθρακα, τα ηλεκτρόδια γραφίτη και τα ηλεκτρόδια αυτοψησίματος στη βιομηχανία κλιβάνων βυθισμένου τόξου;

Τύπος, απόδοση και χρήση του ηλεκτροδίου

Τύπος ηλεκτροδίου

Τα ανθρακούχα ηλεκτρόδια μπορούν να ταξινομηθούν σε ηλεκτρόδια άνθρακα, ηλεκτρόδια γραφίτη και ηλεκτρόδια αυτοψησίματος ανάλογα με τις χρήσεις και τις διαδικασίες κατασκευής τους.

Το ηλεκτρόδιο άνθρακα είναι κατασκευασμένο από ανθρακίτη χαμηλής τέφρας, μεταλλουργικό οπτάνθρακα, οπτάνθρακα πίσσας και οπτάνθρακα πετρελαίου. Αποτελείται από μια ορισμένη αναλογία και μέγεθος σωματιδίων. Κατά την προσθήκη, η άσφαλτος και η πίσσα του συνδετικού υλικού αναμειγνύονται και το μείγμα αναδεύεται ομοιόμορφα σε κατάλληλη θερμοκρασία. Σχηματίζεται και τελικά φρύσσεται αργά σε φρυγανιέρα. Μπορεί να χωριστεί σε ηλεκτρόδια φυσικού γραφίτη, ηλεκτρόδια τεχνητού γραφίτη, ηλεκτρόδια άνθρακα και ειδικά ηλεκτρόδια άνθρακα.

Το ηλεκτρόδιο γραφίτη (ηλεκτρόδιο γραφίτη) κατασκευάζεται από οπτάνθρακα πετρελαίου και οπτάνθρακα πίσσας ως πρώτη ύλη και στη συνέχεια τοποθετείται σε γραφιτοποιημένο ηλεκτρικό κλίβανο αντίστασης με θερμοκρασία 2273~2773K και μετατρέπεται σε ηλεκτρόδιο γραφίτη με γραφιτοποίηση. Το ηλεκτρόδιο γραφίτη διαιρείται περαιτέρω στους ακόλουθους τύπους.

Το συνηθισμένο ηλεκτρόδιο γραφίτη ισχύος επιτρέπει τη χρήση ηλεκτροδίων γραφίτη με πυκνότητα ρεύματος μικρότερη από 17 A/cm2 και χρησιμοποιείται κυρίως για συνηθισμένους ηλεκτρικούς κλιβάνους ισχύος, όπως η χαλυβουργία, ο καθαρισμός πυριτίου και ο κιτρινισμός του φωσφόρου.

Η επιφάνεια του ηλεκτροδίου γραφίτη με αντιοξειδωτική επίστρωση είναι επικαλυμμένη με ένα προστατευτικό στρώμα (αντιοξειδωτικό ηλεκτροδίου γραφίτη) το οποίο είναι αγώγιμο και ανθεκτικό στην οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία, γεγονός που μειώνει την κατανάλωση ηλεκτροδίου κατά την κατασκευή χάλυβα (19%~50%) και παρατείνει τη διάρκεια ζωής του ηλεκτροδίου (22%~60%), μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας του ηλεκτροδίου.

Το ηλεκτρόδιο γραφίτη υψηλής ισχύος επιτρέπει τη χρήση ηλεκτροδίων γραφίτη με πυκνότητα ρεύματος από 18 έως 25 A/cm2, η οποία χρησιμοποιείται κυρίως σε ηλεκτρικούς κλιβάνους τόξου υψηλής ισχύος για την κατασκευή χάλυβα.

Τα ηλεκτρόδια γραφίτη εξαιρετικά υψηλής ισχύος επιτρέπουν τη χρήση ηλεκτροδίων γραφίτη με πυκνότητες ρεύματος μεγαλύτερες από 25 A/cm2. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε ηλεκτρικούς κλιβάνους τόξου εξαιρετικά υψηλής ισχύος για την κατασκευή χάλυβα.

Αυτοψησιμο ηλεκτρόδιο (selfbakingelectrode) που χρησιμοποιεί ανθρακίτη, οπτάνθρακα, άσφαλτο και πίσσα ως πρώτες ύλες, παρασκευάζει μια πάστα ηλεκτροδίων σε μια ορισμένη θερμοκρασία και στη συνέχεια φορτώνει την πάστα ηλεκτροδίων σε ένα περίβλημα ηλεκτροδίων που έχει τοποθετηθεί σε έναν ηλεκτρικό κλίβανο (όπως φαίνεται στο ΣΧ. 1). Στη διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικού κλιβάνου, η θερμότητα Joule που παράγεται από τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος και η θερμότητα αγωγιμότητας στον κλίβανο αυτο-πυροσυσσωματώνονται και οπτανθρακοποιούνται. Ένα τέτοιο ηλεκτρόδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί συνεχώς και μπορεί να διαμορφωθεί με την ένωση της μακριάς πλευρικής άκρης και μπορεί να ψηθεί σε μεγάλη διάμετρο. Το αυτοψησιμο ηλεκτρόδιο χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή σιδηροκραμάτων λόγω της απλής διαδικασίας και του χαμηλού κόστους του.

Σχήμα 1 Σχηματικό διάγραμμα του κελύφους ηλεκτροδίου

Κέλυφος 1 ηλεκτροδίου· τεμάχιο 2 νευρώσεων· γλώσσα 3 τριγώνων

Κύρια τεχνική απόδοση του ηλεκτροδίου

Το υλικό του ηλεκτροδίου θα πρέπει να έχει τις ακόλουθες φυσικοχημικές ιδιότητες:

Η αγωγιμότητα είναι καλύτερη, η αντίσταση είναι μικρότερη, για να μειωθεί η απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας, να μειωθεί η πτώση τάσης του βραχυκυκλώματος και να αυξηθεί η αποτελεσματική τάση για να αυξηθεί η ισχύς της λιωμένης πισίνας.

Το σημείο τήξης είναι υψηλό.

Ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι μικρός, όταν η θερμοκρασία αλλάζει γρήγορα, δεν είναι εύκολο να παραμορφωθεί και η εσωτερική τάση που προκαλείται από την αλλαγή θερμοκρασίας δεν μπορεί να δημιουργήσει λεπτές ρωγμές για να αυξήσει την αντίσταση.

Έχουν επαρκή μηχανική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.

Οι ακαθαρσίες είναι χαμηλές και οι ακαθαρσίες δεν μολύνουν το τήγμα.

Οι κύριες τεχνικές ιδιότητες του ηλεκτροδίου άνθρακα, του ηλεκτροδίου γραφίτη και του αυτοψησίματος ηλεκτροδίου παρουσιάζονται στον Πίνακα 1 και στα Σχήματα 2 και 3.

Πίνακας 1 Τεχνική απόδοση ηλεκτροδίων

Σχήμα 2 Η μεταβολή της ειδικής αντίστασης του ηλεκτροδίου άνθρακα και του ηλεκτροδίου γραφίτη με τη θερμοκρασία

Σχήμα 3 Θερμική αγωγιμότητα ηλεκτροδίων άνθρακα και γραφίτη ως συνάρτηση της θερμοκρασίας

Επιλογή ηλεκτροδίων στη βιομηχανία σιδηροκραμάτων

Τα αυτοψησίματα ηλεκτρόδια χρησιμοποιούνται ευρέως στην τήξη κραμάτων σιδήρου, στον καθαρισμό σιδηροπυριτίου, κράματος πυριτίου-χρωμίου, κράματος μαγγανίου-πυριτίου, σιδηρομαγγανίου υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, σιδηροχρώμιο υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, σιδηρομαγγανίου μεσαίας και χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, σιδηροχρώμιο μεσαίας και χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, κράματος πυριτίου-ασβεστίου, σιδήρου βολφραμίου. Περιμένετε. Τα αυτοψησίματα ηλεκτρόδια τείνουν να αυξάνουν την παραγωγή κραμάτων, ιμάντων σιδήρου σε άνθρακα και να παράγουν κράματα σιδήρου και καθαρά μέταλλα με πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα. Εάν πρόκειται για σιδηροχρώμιο άνθρακα, βιομηχανικό πυρίτιο και μαγγάνιο, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ηλεκτρόδια άνθρακα ή γραφίτη.

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、石墨电极和自焙电极

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.混合时加入黏结加青和焦油，在适当的温度下搅拌均匀后压制成形，最后在焙烧炉中缓慙炉中缓慧制得。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墨

石墨电极(ηλεκτρόδιο γραφίτη)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„石墨电极师又，经石墨化而制成石墨电极„石墨电极师又

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(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。