Tipo, rendimiento y uso del electrodo
Tipo de electrodo
Los electrodos carbonosos se pueden clasificar en electrodos de carbono, electrodos de grafito y electrodos autococidos según sus usos y procesos de fabricación.
El electrodo de carbono está hecho de antracita con bajo contenido de cenizas, coque metalúrgico, coque de brea y coque de petróleo. Su composición es de una proporción y tamaño de partícula determinados. Al añadirlo, se mezclan el asfalto aglutinante y el alquitrán, y la mezcla se agita uniformemente a una temperatura adecuada. Posteriormente, se forma y se calcina lentamente en un horno de tostación. Se puede clasificar en electrodos de grafito natural, electrodos de grafito artificial, electrodos de carbono y electrodos de carbono especiales.
El electrodo de grafito se fabrica a partir de coque de petróleo y coque de brea como materia prima. Posteriormente, se coloca en un horno de resistencia eléctrica grafitizado a una temperatura de 2273 a 2773 K, transformándose en un electrodo de grafito mediante grafitización. El electrodo de grafito se divide en los siguientes tipos.
El electrodo de grafito de potencia ordinario permite el uso de electrodos de grafito con una densidad de corriente de menos de 17 A/cm2, y se utiliza principalmente para hornos eléctricos de potencia ordinaria, como fabricación de acero, refinación de silicio y amarilleo de fósforo.
La superficie del electrodo de grafito recubierto con antioxidante está recubierta con una capa protectora (electrodo de grafito antioxidante) que es conductora y resistente a la oxidación a alta temperatura, lo que reduce el consumo del electrodo durante la fabricación de acero (19% ~ 50%) y prolonga la vida útil del electrodo (22% ~ 60%), reduciendo el consumo de energía del electrodo.
El electrodo de grafito de alta potencia permite el uso de electrodos de grafito con una densidad de corriente de 18 a 25 A/cm2, que se utiliza principalmente en hornos de arco eléctrico de alta potencia para la fabricación de acero.
Los electrodos de grafito de ultraalta potencia permiten el uso de electrodos de grafito con densidades de corriente superiores a 25 A/cm². Se utilizan principalmente en hornos de arco eléctrico de ultraalta potencia para la fabricación de acero.
Electrodo autococido (electrodo autococido) que utiliza antracita, coque, betún y alquitrán como materias primas. Se produce una pasta de electrodo a una temperatura determinada y luego se carga en una caja de electrodos montada en un horno eléctrico (como se muestra en la figura 1). En el proceso de producción del horno eléctrico, el calor Joule generado por el paso de la corriente eléctrica y el calor de conducción en el horno se autosinterizan y coquizan. Este electrodo puede usarse de forma continua, se forma uniendo el borde longitudinal y se puede cocer hasta alcanzar un diámetro mayor. El electrodo autococido se utiliza ampliamente en la producción de ferroaleaciones debido a su simplicidad y bajo costo.
Figura 1 Diagrama esquemático de la carcasa del electrodo
Carcasa de 1 electrodo; pieza de 2 costillas; lengüeta de 3 triángulos
Principales características técnicas del electrodo
El material del electrodo debe tener las siguientes propiedades fisicoquímicas:
La conductividad es mejor, la resistividad es menor, para reducir la pérdida de energía eléctrica, reducir la caída de voltaje de la red corta y aumentar el voltaje efectivo para aumentar la potencia del baño fundido;
El punto de fusión es alto;
El coeficiente de expansión térmica es pequeño, cuando la temperatura cambia rápidamente, no es fácil que se deforme y la tensión interna causada por el cambio de temperatura no puede generar grietas finas para aumentar la resistencia;
Tener suficiente resistencia mecánica a altas temperaturas;
Las impurezas son bajas y no contaminan el fundido.
Las principales propiedades técnicas del electrodo de carbono, del electrodo de grafito y del electrodo autococido se muestran en la Tabla 1 y en las Figuras 2 y 3.
Tabla 1 Rendimiento técnico de los electrodos
Fig. 2 Cambio de resistividad del electrodo de carbono y del electrodo de grafito con la temperatura.
Figura 3 Conductividad térmica de electrodos de carbono y grafito en función de la temperatura
Selección de electrodos en la industria de ferroaleaciones
Los electrodos autococidos se utilizan ampliamente en la fundición de aleaciones de hierro, el refinado de ferrosilicio, aleaciones de cromo y silicio, aleaciones de silicio y manganeso, ferromanganeso con alto contenido de carbono, ferrocromo con alto contenido de carbono, ferromanganeso con contenido medio y bajo de carbono, ferrocromo con contenido medio y bajo de carbono, aleaciones de silicio-calcio y tungsteno-hierro. Los electrodos autococidos tienden a aumentar la producción de aleaciones, la conversión de hierro en carbono y la producción de aleaciones de hierro y metales puros con muy bajo contenido de carbono. Si se utilizan electrodos de ferrocromo al carbono, silicio industrial y metal manganeso, se recomienda utilizar electrodos de carbono o grafito.
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(electrodo de carbono)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。
石墨电极(electrodo de grafito)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.
Filtro de aire de 17A/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.
18〜25A/cm2的石墨电极,主要用于炼钢的高功率电弧炉.
25A/cm2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉.
自焙电极(electrodo de autococción)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。
Hora de publicación: 18 de noviembre de 2019