Tipo, rendemento e uso do eléctrodo
Tipo de eléctrodo
Os eléctrodos carbonosos pódense clasificar en eléctrodos de carbono, eléctrodos de grafito e eléctrodos autococibles segundo os seus usos e procesos de fabricación.
O eléctrodo de carbono está feito de antracita con baixo contido de cinzas, coque metalúrxico, coque de brea e coque de petróleo. Está composto por unha determinada proporción e tamaño de partícula. Ao engadir, o asfalto aglomerante e o alcatrán mestúranse e a mestura axítase uniformemente a unha temperatura axeitada. Fórmase e finalmente calcinase lentamente nun torrador. Pódese dividir en eléctrodos de grafito natural, eléctrodos de grafito artificial, eléctrodos de carbono e eléctrodos de carbono especiais.
O eléctrodo de grafito (electródo de grafito) está feito de coque de petróleo e coque de brea como materia prima, e logo colócase nun forno de resistencia eléctrica grafitizado cunha temperatura de 2273~2773 K, e convértese nun eléctrodo de grafito mediante grafitización. O eléctrodo de grafito divídese á súa vez nos seguintes tipos.
O eléctrodo de grafito de potencia ordinaria permite o uso de eléctrodos de grafito cunha densidade de corrente inferior a 17 A/cm2 e úsase principalmente para fornos eléctricos de potencia ordinaria, como a fabricación de aceiro, o refinado de silicio e o amareleamento do fósforo.
A superficie do eléctrodo de grafito con revestimento antioxidante está recuberta cunha capa protectora (antioxidante de eléctrodo de grafito) que é condutora e resistente á oxidación a alta temperatura, o que reduce o consumo do eléctrodo durante a fabricación do aceiro (19%~50%) e prolonga a vida útil do eléctrodo (22%~60%), reducindo o consumo de enerxía do eléctrodo.
O eléctrodo de grafito de alta potencia permite o uso de eléctrodos de grafito cunha densidade de corrente de 18 a 25 A/cm2, que se emprega principalmente en fornos de arco eléctrico de alta potencia para a fabricación de aceiro.
Os eléctrodos de grafito de potencia ultra alta permiten o uso de eléctrodos de grafito con densidades de corrente superiores a 25 A/cm2. Úsanse principalmente en fornos de arco eléctricos de aceiro de potencia ultra alta.
Eléctrodo de autococción (electrodo de autococción) que emprega antracita, coque, betume e alcatrán como materias primas, para fabricar unha pasta de eléctrodo a unha determinada temperatura e, a continuación, cargar a pasta de eléctrodo nunha caixa de eléctrodo montada nun forno eléctrico (como se mostra na figura 1). No proceso de produción do forno eléctrico, a calor por efecto Joule xerada polo paso da corrente eléctrica e a calor de condución no forno autosinterízanse e coquízanse. Este eléctrodo pódese usar de forma continua e pódese formar unindo o bordo longo e pódese cocer nun diámetro grande. O eléctrodo de autococción úsase amplamente para a produción de ferroaliaxes debido ao seu proceso sinxelo e ao seu baixo custo.
Figura 1 Diagrama esquemático da carcasa do eléctrodo
1-carcasa de eléctrodo; 2-peza de nervadura; 3-lingüa triangular
Principal rendemento técnico do eléctrodo
O material do eléctrodo debe ter as seguintes propiedades fisicoquímicas:
A condutividade é mellor, a resistividade é menor, para reducir a perda de enerxía eléctrica, reducir a caída de tensión da rede curta e aumentar a tensión efectiva para aumentar a potencia da piscina fundida;
O punto de fusión é alto;
O coeficiente de expansión térmica é pequeno, cando a temperatura cambia rapidamente, non é doado deformarse e a tensión interna causada polo cambio de temperatura non pode xerar gretas finas para aumentar a resistencia;
Ter suficiente resistencia mecánica a altas temperaturas;
As impurezas son baixas e as impurezas non contaminan a fundición.
As principais propiedades técnicas do eléctrodo de carbono, o eléctrodo de grafito e o eléctrodo de autococción móstranse na Táboa 1 e nas Figuras 2 e 3.
Táboa 1 Rendemento técnico dos eléctrodos
Fig. 2. Cambio de resistividade do eléctrodo de carbono e do eléctrodo de grafito coa temperatura.
Figura 3 Condutividade térmica dos eléctrodos de carbono e grafito en función da temperatura
Selección de eléctrodos na industria das ferroaliaxes
Os eléctrodos autococibles úsanse amplamente na fusión de aliaxes de ferro, refinado de ferrosilicio, aliaxes de silicio e cromo, aliaxes de silicio e manganeso, ferromanganeso con alto contido de carbono, ferrocromo con alto contido de carbono, ferromanganeso con medio e baixo contido de carbono, ferrocromo con medio e baixo contido de carbono, aliaxes de silicio e calcio, ferro de tungsteno. Os eléctrodos autococibles tenden a aumentar a produción de aliaxes, converten as correas de ferro en carbono e producen aliaxes de ferro e metais puros con contido de carbono moi baixo. Se se trata de ferrocromo de carbono, silicio industrial e metal de manganeso, débense usar eléctrodos de carbono ou 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
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„石墨电极不电极又不中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 publicación: 18 de novembro de 2019