Kako naj se ogljikove elektrode, grafitne elektrode in samopekajoče elektrode pravilno uporabljajo v industriji potopnih obločnih peči?

Vrsta, delovanje in uporaba elektrode

Vrsta elektrode

Ogljikove elektrode lahko glede na njihovo uporabo in proizvodne postopke razdelimo na ogljikove elektrode, grafitne elektrode in samopekajoče elektrode.

Ogljikova elektroda je izdelana iz antracita z nizko vsebnostjo pepela, metalurškega koksa, smolnega koksa in naftnega koksa. Sestavljena je iz določenega razmerja in velikosti delcev. Pri dodajanju se vezivo, asfalt in katran, zmešata in enakomerno premešata pri ustrezni temperaturi. Nato se oblikuje in na koncu počasi kalcinira v pražilniku. Lahko se razdeli na naravne grafitne elektrode, umetne grafitne elektrode, ogljikove elektrode in posebne ogljikove elektrode.

Grafitna elektroda (grafitna elektroda) je izdelana iz naftnega koksa in smolnega koksa kot surovine, nato pa se postavi v grafitizirano električno uporovno peč s temperaturo 2273~2773K in se z grafitizacijo spremeni v grafitno elektrodo. Grafitna elektroda se nadalje deli na naslednje vrste.

Navadna grafitna elektroda omogoča uporabo grafitnih elektrod z gostoto toka manj kot 17 A/cm2 in se uporablja predvsem za običajne električne peči, kot so proizvodnja jekla, rafiniranje silicija in rumenenje fosforja.

Površina grafitne elektrode z antioksidacijskim premazom je prevlečena z zaščitno plastjo (antioksidant grafitne elektrode), ki je prevodna in odporna na oksidacijo pri visokih temperaturah, kar zmanjša porabo elektrode med proizvodnjo jekla (19 % ~ 50 %) in podaljša življenjsko dobo elektrode (22 % ~ 60 %), kar zmanjša porabo energije elektrode.

Visokozmogljiva grafitna elektroda omogoča uporabo grafitnih elektrod z gostoto toka od 18 do 25 A/cm2, ki se uporablja predvsem v visokozmogljivih elektroobločnih pečeh za proizvodnjo jekla.

Grafitne elektrode ultra visoke moči omogočajo uporabo grafitnih elektrod z gostoto toka večjo od 25 A/cm2. Uporabljajo se predvsem v elektroobločnih pečeh ultra visoke moči za proizvodnjo jekla.

Samopekajoča elektroda (samopegajoča elektroda) z uporabo antracita, koksa, bitumna in katrana kot surovin, pri čemer se pri določeni temperaturi izdela elektrodna pasta in nato elektrodna pasta naloži v ohišje elektrode, ki je nameščeno na električni peči (kot je prikazano na sliki 1). V proizvodnem procesu električne peči se Joulova toplota, ki nastane pri prehodu električnega toka, in prevodna toplota v peči samosintrta in koksata. Takšna elektroda se lahko uporablja neprekinjeno in se lahko oblikuje z združitvijo dolgega stranskega roba ter se žge v velik premer. Samopekajoča elektroda se zaradi preprostega postopka in nizkih stroškov pogosto uporablja za proizvodnjo ferolegur.

Slika 1 Shematski diagram lupine elektrode

1-elektrodna lupina; 2-rebro; 3-trikotni jeziček

Glavne tehnične lastnosti elektrode

Material elektrode mora imeti naslednje fizikalno-kemijske lastnosti:

Prevodnost je boljša, upornost je manjša, da se zmanjša izguba električne energije, zmanjša padec napetosti v kratkem omrežju in poveča efektivna napetost za povečanje moči staljenega bazena;

Tališče je visoko;

Koeficient toplotnega raztezanja je majhen, ko se temperatura hitro spreminja, se ne deformira zlahka, notranja napetost, ki jo povzroča sprememba temperature, pa ne more ustvariti drobnih razpok za povečanje odpornosti;

Imajo zadostno mehansko trdnost pri visokih temperaturah;

Nečistoče so nizke in ne onesnažujejo taline.

Glavne tehnične lastnosti ogljikove elektrode, grafitne elektrode in samopekajoče se elektrode so prikazane v tabeli 1 ter na slikah 2 in 3.

Tabela 1 Tehnične lastnosti elektrode

Slika 2 Sprememba upornosti ogljikove elektrode in grafitne elektrode s temperaturo

Slika 3 Toplotna prevodnost ogljikovih in grafitnih elektrod kot funkcija temperature

Izbira elektrod v industriji ferolegur

Samopekajoče elektrode se pogosto uporabljajo pri taljenju železovih zlitin, rafiniranju ferosilicija, silicijevega kromovega zlitine, manganovega silicijevega zlitine, visokoogljičnega feromangana, visokoogljičnega feromangana, srednje in nizkoogljičnega feromangana, srednje in nizkoogljičnega feromangana, silicijevega kalcijevega zlitine, volframovega železa in drugih zlitin. Samopekajoče elektrode običajno povečajo proizvodnjo zlitin, pretvorijo železo v ogljik in proizvedejo železove zlitine in čiste kovine z zelo nizko vsebnostjo ogljika. Če se uporablja ogljikov ferokrom, industrijski silicij in mangan, je treba uporabiti ogljikove ali grafitne elektrode.

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 (karbonska elektroda)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.

石墨电极 (grafitna elektroda)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, ki se sama peče)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。