Электродын төрөл, гүйцэтгэл, хэрэглээ
Электродын төрөл
Нүүрстөрөгчийн электродуудыг хэрэглээ болон үйлдвэрлэлийн процессоос нь хамааран нүүрстөрөгчийн электрод, бал чулуун электрод, өөрөө шатдаг электрод гэж ангилдаг.
Нүүрстөрөгчийн электрод нь бага үнслэг антрацит, металлургийн кокс, давирхайн кокс, газрын тосны коксаар хийгдсэн. Энэ нь тодорхой харьцаа болон ширхэгийн хэмжээнээс бүрдэнэ. Нэмэх үед холбогч асфальт болон давирхайг хольж, хольцыг зохих температурт жигд хутгана. Хэлбэржүүлж, эцэст нь шарагчинд аажмаар кальцинжуулна. Байгалийн бал чулуун электрод, хиймэл бал чулуун электрод, нүүрстөрөгчийн электрод, тусгай нүүрстөрөгчийн электрод гэж хувааж болно.
Бал чулуун электрод (графит электрод)-ыг түүхий эд болгон газрын тосны кокс болон давирхайн коксоор хийж, дараа нь 2273~2773К температуртай графитжуулсан цахилгаан эсэргүүцлийн зууханд хийж, графитжуулах аргаар бал чулуун электрод болгон үйлдвэрлэдэг. Бал чулуун электродыг дараах төрөлд хуваана.
Энгийн цахилгаан графит электрод нь 17 А/см2-ээс бага гүйдлийн нягтралтай графит электродуудыг ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд голчлон ган хийц, цахиурын цэвэршүүлэлт, шаргал фосфор зэрэг ердийн цахилгаан зууханд ашиглагддаг.
Исэлдэлтийн эсрэг бүрхүүлтэй бал чулуун электродын гадаргуу нь өндөр температурын исэлдэлтэд тэсвэртэй, дамжуулагч хамгаалалтын давхарга (бал чулуун электродын антиоксидант)-аар бүрсэн бөгөөд энэ нь ган хайлуулах явцад электродын зарцуулалтыг (19%~50%) бууруулж, электродын ашиглалтын хугацааг (22%~60%) уртасгаж, электродын эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулдаг.
Өндөр хүчин чадалтай бал чулуун электрод нь 18-25 А/см2 гүйдлийн нягтралтай бал чулуун электродуудыг ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд үүнийг голчлон ган хайлуулах өндөр хүчин чадалтай цахилгаан нуман зууханд ашигладаг.
Хэт өндөр чадлын бал чулуун электродууд нь 25 А/см2-ээс их гүйдлийн нягтралтай бал чулуун электродуудыг ашиглах боломжийг олгодог. Голчлон хэт өндөр чадлын ган хайлуулах цахилгаан нуман зууханд ашигладаг.
Антрацит, кокс, битум, давирхайг түүхий эд болгон ашиглан тодорхой температурт электродын зуурмаг хийж, дараа нь электродын зуурмагийг цахилгаан зууханд суурилуулсан электродын хайрцагт ачаалах (Зураг 1-д үзүүлсэн шиг) өөрөө шатаах электрод (өөрөө шатаах электрод) нь цахилгаан зуух үйлдвэрлэх процесст цахилгаан гүйдлийн дамжуулалтаар үүссэн Жоул дулаан болон зууханд дамжуулах дулааныг өөрөө шатааж, коксжуулдаг. Ийм электродыг тасралтгүй ашиглаж болох бөгөөд урт хажуугийн ирмэгийг холбосноор үүсгэж, том диаметртэй болгож болно. Өөрөө шатаах электродыг энгийн процесс, хямд өртөгтэй тул ферро хайлш үйлдвэрлэхэд өргөн ашигладаг.
Зураг 1 Электродын бүрхүүлийн бүдүүвч диаграмм
1-электродын бүрхүүл; 2-хавирганы хэсэг; 3-гурвалжин хэл
Электродын үндсэн техникийн үзүүлэлтүүд
Электродын материал нь дараах физик-химийн шинж чанартай байх ёстой.
Цахилгаан дамжуулах чанар нь илүү сайн, эсэргүүцэл нь бага байх тусам цахилгаан эрчим хүчний алдагдлыг бууруулж, богино сүлжээний хүчдэлийн уналтыг бууруулж, хайлсан усан сангийн хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд үр дүнтэй хүчдэлийг нэмэгдүүлнэ;
Хайлах цэг өндөр;
Дулааны тэлэлтийн коэффициент нь бага бөгөөд температур хурдан өөрчлөгдөхөд деформацид ороход хялбар биш бөгөөд температурын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй дотоод стресс нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэхийн тулд нарийн хагарал үүсгэж чадахгүй;
Өндөр температурт хангалттай механик бат бөх чанартай байх;
Бохирдол багатай бөгөөд хольц нь хайлшийг бохирдуулдаггүй.
Нүүрстөрөгчийн электрод, бал чулуун электрод болон өөрөө шатдаг электродын үндсэн техникийн шинж чанарыг Хүснэгт 1 болон Зураг 2, 3-т үзүүлэв.
Хүснэгт 1 Электродын техникийн үзүүлэлтүүд
Зураг 2. Нүүрстөрөгчийн электрод ба бал чулуун электродын эсэргүүцлийн температураас хамааран өөрчлөгдөх
Зураг 3 Нүүрстөрөгч ба бал чулуун электродуудын дулаан дамжуулалт нь температураас хамаарна
Ферро хайлшийн үйлдвэрт электрод сонгох
Өөрөө шатаах электродуудыг төмрийн хайлш хайлуулах, цэвэршүүлэх ферросиликон, цахиурын хромын хайлш, манганы цахиурын хайлш, өндөр нүүрстөрөгчийн ферромарганец, өндөр нүүрстөрөгчийн феррохром, дунд ба бага нүүрстөрөгчийн ферромарганец, дунд ба бага нүүрстөрөгчийн феррохром, цахиурын кальцийн хайлш, вольфрамын төмрийг хүлээн авахад өргөн ашигладаг. Өөрөө шатаах электродууд нь хайлшийн үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэх, төмрийн бүсийг нүүрстөрөгч болгон хувиргах, маш бага нүүрстөрөгчийн агууламжтай төмрийн хайлш, цэвэр металл үйлдвэрлэх хандлагатай байдаг. Хэрэв нүүрстөрөгчийн феррохром, үйлдвэрлэлийн цахиур, манганы металл бол нүүрстөрөгч эсвэл бал чулуун электрод ашиглах хэрэгтэй.
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和焙电极。
碳素电极(карбоэлектрод)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.混合时加入黏结圏青和焦油，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。电极囂
石墨电极(графитэлектрод)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„石墨电极又」丠不丠不电极又又卂
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。
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。
Нийтэлсэн цаг: 2019 оны 11-р сарын 18