自焙電極

制造電極糊的原料為煅燒無煙煤和冶金焦作骨料，瀝青和焦油作黏結(jié)劑。其中要求無煙煤的灰分小于8%，揮發(fā)分小于5%，含硫量低，比電阻大于1000_uΩ·m，熱強(qiáng)度指數(shù)大于60%。無煙煤需經(jīng)1200℃以上高溫煅燒，以脫除揮發(fā)分。要求冶金焦的灰分小于14%，要求瀝青的軟化點(diǎn)為60～75℃，灰分小于0.3%，水分不大于0.5%，揮發(fā)物為60%～65%，游離炭含量不大于20%～28%。要求焦油的密度為1.16～1.20g/cm³，水分不大于2.0%，灰分不大于0.2%，游離炭含量不大于9%。也可用焦油餾分蒽油調(diào)整軟化點(diǎn)。

電極糊的生產(chǎn)工藝非常簡(jiǎn)單，將煅燒的無煙煤、冶金焦，經(jīng)破碎、篩分、配料加入煤瀝青混捏后即成。為提高電極糊燒結(jié)速度，在配料中可加入少量石墨化冶金焦、石墨碎或天然石墨，以提高自焙電極的導(dǎo)熱性能，使燒結(jié)速度加快。 配料中無煙煤約占50%或更多，將無煙煤破碎至20mm以下，焦炭磨成粉加入。粒度組成的控制要以顆粒的密實(shí)度大為原則，這樣可以得到強(qiáng)度大、導(dǎo)電性好的電極。兩種粒度混合時(shí)，要求大顆粒的平均粒度至少為小顆粒粒度的10倍；混合料中的小顆粒數(shù)量應(yīng)為50%～60%。一般黏結(jié)劑的加入量為固體料的20%～24%。各種料按配比稱量后加入混捏機(jī)中，混捏溫度要比黏結(jié)劑軟化點(diǎn)高70℃以上，攪拌時(shí)間不少于30min。

連續(xù)自焙電極的外層是由1～2mm的鋼板制成的圓筒，電極糊定期添加在圓筒內(nèi)。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，下部電極逐漸消耗，電極糊下移，高溫使電極糊逐步軟化、熔融隨電極糊繼續(xù)下移，在更高溫度作用下熔融的電極糊就會(huì)焦化，最后電極糊轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電電極。

自焙電極由索德別爾格（C.W.Soderberg）發(fā)明，亦稱索德別爾格電極。在1888～1892年間，法國(guó)埃魯（P.Heroult）首先用電爐法生產(chǎn)電石和鐵合金，起初使用的為單相敞口電爐，容量小，設(shè)備簡(jiǎn)單，以炭素爐底的熔池作為一極，掛在手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)上，末端埋入爐料中的炭質(zhì)電極作為另一極。到1909年由挪威索德別爾格（C.W.Soederberg）發(fā)明并于1919年推廣使用自焙電極后，大大推動(dòng)了還原電爐技術(shù)的發(fā)展，一種三電極按等邊三角形布置的圓形電爐得到了廣泛的采用。同時(shí)出現(xiàn)了三相三極、三相六極按“一字”形排列的矩形敞口電爐，用于冰銅和錳鐵的冶煉。

自焙電極由電極殼和電極糊制成。電極焙燒在電爐運(yùn)行中進(jìn)行，隨著溫度升高，電極糊揮發(fā)分逸出，自焙電極完成液化一固化—燒結(jié)過程。

自焙電極的電極殼由金屬外殼和筋片組成。電極殼在低溫下承受電極的重量。在電極焙燒中電極殼將電流傳輸給電極糊，同時(shí)也起著發(fā)熱體的作用。電極殼是由冷軋鋼板制成的，大型電極有時(shí)還要在筋片端部焊接帶鋼或螺紋鋼棒以加強(qiáng)其承重能力。

自焙電極的燒結(jié)能力具有自行調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。在下放電極之后，電極焙燒速度較快，隨著燒成帶的上移電極燒結(jié)速度逐漸減緩。

自焙電極的接長(zhǎng)

自焙電極的焙燒和消耗是連續(xù)進(jìn)行的。電極糊的添加要與電極的消耗量相適應(yīng)。維持電極糊柱的高度，使電極焙燒帶的電極糊具有一定的壓力，以增加液態(tài)電極糊的致密程度，從而提高燒成電極的強(qiáng)度。圖1為電極糊柱高度與電極直徑的關(guān)系。實(shí)際操作中，冬季電極糊柱可以偏低，而夏季可以略高。揮發(fā)分從電極糊中逸出時(shí)會(huì)在糊柱的上部低溫段凝固，增加上部電極糊的流動(dòng)性，從而導(dǎo)致電極糊的偏析。糊柱過高容易出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，還會(huì)造成電極糊懸料。

電極殼的接長(zhǎng)過程要注意保證電極的垂直度，電極殼的鋼板接縫必須滿焊，焊縫應(yīng)連續(xù)密實(shí)、平整均勻。筋片要焊牢，上下筋片焊接成一體。在1000℃時(shí)50%電流由電極殼和筋片承擔(dān)。

為保持電極工作端長(zhǎng)度應(yīng)按一定時(shí)間間隔下放電極。正常工作時(shí)，電極下放量應(yīng)等于電極消耗量。銅瓦部位燒成電極高度只有150～200mm。為了防止出現(xiàn)電極事故，下放電極必須采用少放勤放的措施。電極下放量不能過大，通常每次下放20mm左右。

電極消耗

影響電極消耗的因素有冶煉工藝、電極材質(zhì)和質(zhì)量、電極表面的氧化作用、電爐負(fù)荷、電極事故及電極管理。

單位重量產(chǎn)品的自焙電極消耗量見下表。硅錳合金、硅鉻合金、硅鐵、碳素鉻鐵等埋弧電爐單位耗電所消耗的電極較低且相差不大，硅鈣合金消耗電極較多，是由于部分電極作為碳質(zhì)還原劑參與了高溫還原反應(yīng)。由于中低碳錳鐵、中低碳鉻鐵和鎢鐵生產(chǎn)過程中電弧裸露時(shí)間較長(zhǎng)，電極氧化損失較大，因此電極消耗量高于埋弧電爐。

用于自焙電極充填電極糊的鋼板外殼。

第一章電極概述1

第一節(jié)自焙電極3

一、自焙電極概述3

二、自焙電極的指標(biāo)要求4

第二節(jié)碳素材料的性質(zhì)5

一、碳素材料的物理性質(zhì)6

二、碳素材料的化學(xué)性質(zhì)7

第三節(jié)電極糊8

一、制造電極糊的原料9

二、電極糊的生產(chǎn)工藝12

三、電極糊的質(zhì)量控制13

四、密閉爐電極糊質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)15

五、不同爐型電極糊的技術(shù)指標(biāo)16

第四節(jié)電極糊塑性的測(cè)量方法16

第五節(jié)電極糊的燒結(jié)20

一、焙燒電極的熱源20

二、電極糊燒結(jié)的三個(gè)階段23

三、電極糊燒結(jié)過程中物理性質(zhì)隨溫度的變化情況25

四、影響電極燒結(jié)速度的因素28

五、電極糊的管理28

第二章電極的管理30

第一節(jié)對(duì)電極的要求和電極工作參數(shù)31

一、對(duì)電極的要求31

二、電極工作參數(shù)32

第二節(jié)電極的接長(zhǎng)36

一、電極筒焊接技術(shù)要求36

二、制造電極筒的設(shè)備37

三、電極筒的制造過程38

四、爐上的焊接40

五、電極筒內(nèi)焊接筋片及鐵筋的作用40

第三節(jié)電極糊的裝填41

一、電極糊高度的確定方法42

二、電極糊高度的測(cè)量方法43

三、測(cè)電極糊高度的要求45

第四節(jié)電極的壓放45

一、電極組合把持器的主要部件46

二、調(diào)整壓力的工具和注意事項(xiàng)48

三、電極的壓放50

第五節(jié)電極的提升與下降54

第六節(jié)壓放時(shí)間的確定55

一、電極電流與壓放時(shí)間的關(guān)系55

二、影響壓放時(shí)間的因素56

第七節(jié)電極糊的消耗62

一、電極糊質(zhì)量的影響62

二、電石爐使用的原料的影響63

三、利用電流、電壓調(diào)節(jié)64

四、操作的影響66

第三章電極故障與處理67

第一節(jié)電極硬斷67

一、電極硬斷的原因67

二、電極硬斷的處理方法69

三、預(yù)防電極硬斷的方法72

第二節(jié)電極流糊75

一、電極流糊的原因75

二、電極流糊的處理方法76

第三節(jié)電極軟斷76

一、電極軟斷的四種情況76

二、電極軟斷的原因77

三、 電極軟斷的處理方法78

四、電極軟斷的預(yù)防79

第四節(jié)電極糊懸料80

一、電極糊懸料的原因80

二、電極糊懸料的處理方法81

第五節(jié)電極壓放困難81

一、電極壓放困難的原因81

二、電極壓放困難的處理方法82

第六節(jié)電極過燒82

一、電極過燒的原因82

二、電極過燒處理辦法及預(yù)防措施83

第七節(jié)電極故障的發(fā)現(xiàn)與判斷83

第八節(jié)電極筒在接觸元件內(nèi)燒壞案例85

第四章電石爐的啟動(dòng)89

第一節(jié)開新爐90

一、電烘爐的準(zhǔn)備90

二、試送電92

三、焙燒電極92

四、升溫階段94

五、注意事項(xiàng)95

六、正常生產(chǎn)96

第二節(jié)大修后的開爐97

第三節(jié)停爐后的開爐98

第四節(jié)電極硬斷后的開爐101

第五章中空電極104

第一節(jié)中空電極工藝流程105

第二節(jié)中空電極的作用108

第三節(jié)工藝條件及設(shè)備參數(shù)109

第四節(jié)工作程序110

第五節(jié)輸送系統(tǒng)的維護(hù)113

第六節(jié)中空粉料的投入對(duì)電石爐操作的影響114

參考文獻(xiàn)117 2100433B