如何降低电炉(矿热炉)电极消耗和改进石墨电极质量?

如何降低电炉(矿热炉)电极消耗
和改进石墨电极质量?
1、总则
高频整流器石墨电极主要应用在冶炼电炉中作为导电材料领域,石墨电极材料与其他导电材料相比其最大优点在于其具有良好的导电导热性能和韧性,能够抵抗较大电流的冲击,而且在高温下不软化也不熔化等特点,因而被广泛应用于高温电炉炼钢领域。
炼钢电弧炉上以它为导电材料,通过弧光放电将热能传递到炉料上将废钢熔化。
因而,降低电极消耗改进石墨电极质量的研究是电炉冶金专家及企业亟待解决的突出问。
2、电极消耗原因与分析
2.1概述;
电极是短网的最后一部分,它通过二根连接起的石墨化电极的末端产生强烈的电弧熔化炉。
不良图片过滤料和加热钢液,即电极是把电能转化为热能的中心枢纽,电极工作时要受到高温,炉气氧化以及塌料撞击等作用,尤其是两根电极连接处,要比其它地方电阻大、导电系数低,易脱扣、氧化、脱落、折断,因而造成电极的极大消耗,而且延长了冶炼时间,降低了生产率。
电极在炼钢过程中,由于处在高温环境下,其电极表面与氧产生碳氧反应消耗,石墨电极在低温下稳定,高温下易氧化,在空气中一般碳制品在450℃左右开始氧化,石墨化程度较高的石墨制品在600℃左右开始氧化,超过750℃后氧化急剧增加,且随着温度的升高而加剧,而在水蒸气中加热到900℃时被氧化。即影响石墨电极侧面氧化的主要因素是高温和氧化气氛,这就是电极氧化消耗,特别在随着炉门氧、油氧助熔、EBT集束氧和炉壁氧等新技术的相继应用,炉内供氧强度加大,氧化气氛增强,使得电极消耗进一步增加。
由于电极端部与电弧直接接触,使端部电极升华形成消耗;电极部分与熔池接触,其碳元素被熔池吸收为侵蚀消耗;电极在运行过程中受到电磁力、机械力及固体原料冲击力的作用而产生断裂、崩落的断裂消耗。电弧炉电极消耗可分为化学消耗和物理损耗:
2.2物理损耗;
烷基叔丁基醚电极的物理损耗主要指电极前端消耗及侧面消耗,主要是由机械外力和电磁力所引起。
如电极接头处的松动、折断,电极裂纹和接头螺纹部分脱落等。
造成的原因是电极本身质量差,如强度低;设备方面,如电极直径选择不当,电极夹持器、升降和控制装置不良等;操作方面,如装料不当,熔化期大块废钢塌落撞击电极,两根电极连接的不紧等。
2.3化学损耗;
主要指电极表面的消耗,包括电极端的消耗和周界的消耗。
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电极端部局部加热使石墨升华和电极端部与钢液接触,使石墨被吸收电极尖端消耗主要是石墨在高温下升华和在钢渣中熔化所致。
在正常作业情况下,尖端消耗可达到电极总消耗的50%。侧面消耗是电极被氧化是的主要原因,消耗量约占总消耗的40%,其氧化反应速度与温度密切相关:
摄影箱1)、当温度在550℃~750℃范围内时,氧化反应速度受电极自身控制,石墨质量和温度对电极消耗的影响强于空气的影响。
2)、当温度高于800℃时,空气的流动速率开始控制反应,空气流动速率和空气压力对电极消耗的影响强于温度和电极自身质量所起的作用。
pm2.5治理电极与空气接触面积越大,参与氧化反应的强度越大,消耗随之增高。
电极周界与钢渣的接触及炉气接触造成氧化损耗。
3、电极质量消耗及改进技术措施
3.1石墨电极熔融体系表面改性;
通过开发熔融体系材料表面合金化工艺,对石墨电极表面合金化工艺及石墨电极氧化动力学进行了系统研究,建立了石墨电极氧化的动力学模型,通过对比实验,证明经熔融法表面合金化处理后,可降低石墨电极的氧化损耗。
3.2优化供电系统参数;
供电参数是影响电极消耗的关键性因素,选择二次侧电压为410V,电流为23kA时,可以最大限度地降低电极前端消耗。
稳顺电弧炉设备,完善操作工艺,能有效地减少电极机械损耗。
通过实践结果证明:对供电参数系统的优化及减少电极机械损耗的不断摸索,XXX厂电极消耗由原来的5.0kg/t降低到了3.81kg/t。选择最佳供电参数,稳顺电炉设备,改进工艺可以有效地降低电极单耗。
3.3水冷式复合电极;
水冷复合电极是近几年国外发展起来的一种新型电极,使用水冷复合电极炼钢一般可降低电极消耗20%一40%。

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