Jak prawidłowo stosować elektrody węglowe, elektrody grafitowe i elektrody samospiekalne w przemyśle pieców łukowych krytych?

Rodzaj, wydajność i zastosowanie elektrody

Typ elektrody

Elektrody węglowe można podzielić na elektrody węglowe, elektrody grafitowe i elektrody samospiekalne, w zależności od ich zastosowania i procesu produkcyjnego.

Elektroda węglowa wykonana jest z niskopopiołowego antracytu, koksu metalurgicznego, koksu pakowego i koksu naftowego. Składa się z określonych proporcji i wielkości cząstek. Podczas dodawania, lepiszcze asfaltowe i smołowe są mieszane, a mieszanina jest równomiernie mieszana w odpowiedniej temperaturze. Formowanie, a następnie powolna kalcynacja w piecu do prażenia, prowadzi się w piecu. Elektrody można podzielić na naturalne, sztuczne, węglowe i specjalne.

Elektroda grafitowa (elektroda grafitowa) jest wykonana z koksu naftowego i koksu pakowego jako surowca, a następnie umieszczana w grafityzowanym piecu oporowym o temperaturze 2273–2773 K, gdzie jest przekształcana w elektrodę grafitową poprzez grafityzację. Elektrodę grafitową dzieli się na następujące rodzaje:

Zwykła grafitowa elektroda energetyczna pozwala na stosowanie elektrod grafitowych o gęstości prądu mniejszej niż 17 A/cm2 i jest głównie stosowana w zwykłych piecach elektrycznych, takich jak piece do wytopu stali, rafinacji krzemu i żółknięcia fosforu.

Powierzchnia elektrody grafitowej pokrytej powłoką antyoksydacyjną jest pokryta warstwą ochronną (antyoksydacyjną elektrody grafitowej), która jest przewodząca i odporna na utlenianie w wysokiej temperaturze, co zmniejsza zużycie elektrody podczas produkcji stali (19%~50%) i wydłuża żywotność elektrody (22%~60%), redukując tym samym zużycie energii przez elektrodę.

Elektroda grafitowa dużej mocy pozwala na stosowanie elektrod grafitowych o gęstości prądu od 18 do 25 A/cm2, które są wykorzystywane głównie w piecach łukowych dużej mocy do produkcji stali.

Elektrody grafitowe o ultrawysokiej mocy pozwalają na stosowanie elektrod grafitowych o gęstości prądu powyżej 25 A/cm². Stosowane głównie w piecach łukowych do produkcji stali o ultrawysokiej mocy.

Elektroda samospiekająca (selfbakingelectrode) wykorzystująca antracyt, koks oraz bitum i smołę jako surowce, wytwarzająca pastę elektrodową w określonej temperaturze, a następnie umieszczająca pastę elektrodową w obudowie elektrody zamontowanej w piecu elektrycznym (jak pokazano na rys. 1). W procesie produkcji w piecu elektrycznym ciepło Joule'a generowane przez przepływ prądu elektrycznego oraz ciepło przewodzenia w piecu ulegają samospieczeniu i koksowaniu. Taka elektroda może być używana w sposób ciągły, formowana poprzez połączenie długiej krawędzi bocznej i wypalana do uzyskania dużej średnicy. Elektroda samospiekająca jest szeroko stosowana w produkcji żelazostopów ze względu na prostotę procesu i niski koszt.

Rysunek 1 Schematyczny rysunek powłoki elektrody

1-elektrodowa skorupa; 2-żebrowy element; 3-trójkątny język

Główne parametry techniczne elektrody

Materiał elektrody powinien mieć następujące właściwości fizykochemiczne:

Przewodność jest lepsza, rezystywność mniejsza, co pozwala zmniejszyć straty energii elektrycznej, zmniejszyć spadek napięcia w sieci krótkiej i zwiększyć efektywne napięcie, aby zwiększyć moc stopionego jeziorka;

Temperatura topnienia jest wysoka;

Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest niewielki, przy szybkich zmianach temperatury materiał nie ulega łatwo odkształceniu, a naprężenia wewnętrzne wywołane zmianą temperatury nie są w stanie wytworzyć drobnych pęknięć zwiększających wytrzymałość;

Posiadać wystarczającą wytrzymałość mechaniczną w wysokich temperaturach;

Zawartość zanieczyszczeń jest niewielka i nie zanieczyszczają one wytopu.

Główne właściwości techniczne elektrody węglowej, elektrody grafitowej i elektrody samospiekalnej przedstawiono w tabeli 1 oraz na rysunkach 2 i 3.

Tabela 1 Parametry techniczne elektrod

Rys. 2 Zmiana rezystywności elektrody węglowej i grafitowej w zależności od temperatury

Rysunek 3. Przewodność cieplna elektrod węglowych i grafitowych w funkcji temperatury

Dobór elektrod w przemyśle żelazostopów

Elektrody samospiekające są szeroko stosowane w wytopie stopów żelaza, rafinacji żelazokrzemu, stopu krzemowo-chromowego, stopu manganowo-krzemowego, wysokowęglowego ferromanganu, wysokowęglowego ferrochromu, średnio- i niskowęglowego ferromanganu, średnio- i niskowęglowego ferrochromu, stopu krzemowo-wapniowego oraz wolframowo-żelazowego. Elektrody samospiekające zwiększają produkcję stopów, przekształcają żelazo w węgiel i wytwarzają stopy żelaza oraz czyste metale o bardzo niskiej zawartości węgla. W przypadku ferrochromu węglowego, przemysłowego krzemu i manganowego, należy stosować elektrody węglowe lub grafitowe.

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(elektroda węglowa)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(elektroda grafitowa)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。

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(elektroda samozapiekająca)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。