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怎样更好的降低电炉电极消耗、刷新石墨电极质量？

怎样更好的降低电炉电极消耗、刷新石墨电极质量？

分类：行业动态
作者：
泉源：
宣布时间：2021-01-19
会见量：0

【提要形貌】石墨电极主要应用在冶炼电炉中作为导电质料领域，石墨电极质料与其他导电质料相比其最大优点在于其具有优异的导电导热性能和韧性，能够对抗较大电流的攻击，并且在高温下不软化也不熔化等特点，因而被普遍应用于高温电炉炼钢领域。炼钢电弧炉上以它为导电质料，通过弧光放电将热能转达到炉料上将废钢熔化。

怎样更好的降低电炉电极消耗、刷新石墨电极质量？

【提要形貌】石墨电极主要应用在冶炼电炉中作为导电质料领域，石墨电极质料与其他导电质料相比其最大优点在于其具有优异的导电导热性能和韧性，能够对抗较大电流的攻击，并且在高温下不软化也不熔化等特点，因而被普遍应用于高温电炉炼钢领域。炼钢电弧炉上以它为导电质料，通过弧光放电将热能转达到炉料上将废钢熔化。

分类：行业动态
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宣布时间：2021-01-19
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石墨电极主要应用在冶炼电炉中作为导电质料领域，石墨电极质料与其他导电质料相比其最大优点在于其具有优异的导电导热性能和韧性，能够对抗较大电流的攻击，并且在高温下不软化也不熔化等特点，因而被普遍应用于高温电炉炼钢领域。炼钢电弧炉上以它为导电质料，通过弧光放电将热能转达到炉料上将废钢熔化。近些年，电炉钢在钢总产量中的比例逐年提高，现已凌驾40%，其产量由2000年的1457万t迅速增添为2005年的4179万t，其生产所需石墨电极为190万t/，年。电极消耗本钱一样平常约占总本钱15%一30%，而现在我国电极消耗量很高，大钢厂的石墨电极用量约100万t//年。中国电炉大型化及用电极量的生长势头会随着我国宏观经济一连走强及钢铁工业的迅猛生长会越来越快。

因而，降低电极消耗刷新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。

因此，探索研究电极消耗机理，降低电极消耗的有用步伐、起劲降低生产本钱，已成为电弧炉炼钢本钱、节约能源的主要方面。特殊是在钢铁工业极速生长的今天，电弧炉炼钢的迅速生长，其对电极的需求量也日益增大。但由于资金、能源、生产手艺等条件的限制，石墨碳素制品的生长现在尚难知足电弧炉炼钢生产的特殊需要，电极消耗指标与外洋仍有相当的差别，质量不高，供求矛盾较量突出。如海内大型钢厂其超高功率电弧炉所使用的电极大都从日本等国入口，因而降低电极消耗已成为电炉炼钢企业需要思量的主要课题之一，是节约能源，充分贯彻我国新时期所提出的国家生长“十一五妄想”对钢铁企业节能降耗的要求，更是降低电炉钢生产本钱、提高经济效益、提升企业焦点竞争力的主要途径。

电极消耗的机理研究

电极是短网的最后一部分，它通过二根毗连起的石墨化电极的最后爆发强烈的电弧熔化炉。料和加热钢液，即电极是把电能转化为热能的中心枢纽，电极事情时要受到高温，炉气氧化以及塌料撞击等作用，尤其是两根电极毗连处，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，并且延伸了冶炼时间，降低了生产率。电极在炼钢历程中，由于处在高温情形下，其电极外貌与氧爆发碳氧反应消耗，石墨电极在低温下稳固，高温下易氧化，在空气中一样平常碳制品在450℃左右最先氧化，石墨化水平较高的石墨制品在600℃左右最先氧化，凌驾750℃后氧化急剧增添，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顺氧化气氛，这就是电极氧化消耗，特殊在随着炉门氧枪、油氧助熔、EBT集束氧枪和炉壁氧枪等新手艺的相继应用，炉内供氧强度加大，氧化气氛增强，使得电极消耗进一步增添。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;电极在运行历程中受到电磁力、机械力及固体质料攻击力的作用而爆发断裂、崩落的断裂消耗。电弧炉电极消耗可分为化学消耗和物理消耗：

1.1 物理消耗

电极的物理消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。如电极讨论处的松动、折断，电极裂纹和讨论螺纹部分脱落等。造成的缘故原由是电极自己质量差，如强度低;装备方面，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，两根电极毗连的不紧等。

1.2 化学消耗

主要指电极外貌的消耗，包括电极端的消耗和周界的消耗。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。在正常作业情形下，尖端消耗可抵达电极总消耗的50%。侧面消耗是电极被氧化是的主要缘故原由，消耗量约占总消耗的40%，其氧化反应速率与温度亲近相关：

1)当温度在550℃~750℃规模内时，氧化反应速率受电极自身控制，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，空气的流动速率最先控制反应，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。

电极与空气接触面积越大，加入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消耗。

电极降耗的海内外研究现状

近年来，随着我国电炉钢工业的蓬勃生长，及节能降耗降低生产本钱，特殊是电弧炉炼钢中电极降耗的本钱的要求，海内外相关领域的专家学者及一线事情职员对此举行了大宗的研究、探索和实践，并形成了几种较为有用的工艺，现归纳如下：

2.1 石墨电极熔融系统的外貌改性研究

通过开发熔融系统质料外貌合金化工艺，对石墨电极外貌合金化工艺及石墨电极氧化动力学举行了系统研究，建设了石墨电极氧化的动力学模子，通过比照实验，证实经熔融法外貌合金化处置惩罚后，可降低石墨电极的氧化消耗。

2.2 优化供电系统参数

供电参数是影响电极消耗的要害性因素，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。稳顺电弧炉装备，完善操作工艺，能有用地镌汰电极机械消耗。通过实践效果证实：对供电参数系统的优化及镌汰电极机械消耗的一直探索，涟钢一炼钢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，稳顺电炉装备，刷新工艺可以有用地降低电极单耗。

2.3 水冷式复合电极

水冷复合电极是近几年外洋生长起来的一种新型电极，使用水冷复合电极炼钢一样平常可降低电极消耗20%一40%。水冷复合电极由上部的水冷钢管段及其下部的石墨事情段组成，水冷段约占整个电极长度的1/3。由于水冷钢管段没有高温氧化(石墨氧化)，故镌汰了电极氧化，同时水冷钢管段与夹持器之间坚持优异的接触。由于水冷段与石墨段的螺纹接纳水冷式，其形状稳固、无破损。并可遭受较大的扭矩，提高了电极接口的强度，从而使电极消耗显著降低。

2.4 水喷淋石墨电极防氧化机理

针对电极在冶炼历程中的消耗情形，应该把降低电极消耗的重点放在降低端部消耗上，大大降低吨钢电极单耗。石墨电极消耗中，侧面氧化消耗占50%左右，最高达70%。恒久以来，海内外对避免石墨电极的侧面氧化消耗举行了大宗的研究事情，接纳了多种手艺步伐，并取得效果，使电炉钢石墨电极消耗逐步降低。借鉴已有的效果，接纳对石墨电极喷淋防氧化溶液的手艺步伐，通过实验研究，该项手艺对避免石墨电极的侧面氧化效果显著，使石墨电极的抗氧化能力指标提高6—7倍，并且手艺步伐切实可行。水喷淋式电极�；しㄊ侨毡韭氏瓤⒌牡缂；ば率忠�。该手艺是在电极夹持器的下方接纳环形喷水装置向电极外貌喷水，使水沿电极外貌下游，在炉盖电极孑L上方用环形管向电流外貌吹压缩空气，使水流雾化。接纳这种要领后，吨钢电极消耗已下降到1.9—2.2kg。同时由于雾化蒸汽的作用，使耐火质料炉盖的寿命提高了一倍。

该新手艺在超高功率电炉上首先应用。直接水淋电极要领装置简朴，操作利便、清静。能以少量水取得较大冷却效果。但现实工业生产中所泛起的主要问题有：

1)电极折断较多。其中有操作不当所致，也可能由干电极受水局部激冷，温度不匀称造成内应力，在操作不当时易折断。

2)喷圈上小孔常被冷渣、钢液梗塞。其冷却作用主要在电极处于炉盖上部至喷圈规模部分。它不增添电耗及钢中氢含量。电极外貌高温氧化是造成电极消耗的主要因素。水冷却电极是镌汰电极消耗的一种有用途径。差别水冷要领对电极受热条件及外貌温度漫衍爆发差别影响，它们各有特点并保存缺乏。现在，加拿大、德国、美国等举行了复合水冷电极研究，日本举行了水淋电极试验，这些都是以间接或直接水冷却电极来镌汰电极外貌氧化，从而降低电极消耗的要领。

2.5 中空电极

电极同样也是铁合金冶炼的主要原质料的消耗之一。近年来西欧及瑞典最先运用中空电极于铁合金矿热炉生产中。中空电极一样平常均为自惜式电极，电极接纳圆筒形，内壳中适当通入惰性气体压封。中空电极由于空心，改善了电极的烧焙条件，使电极强度增添。一样平常使用空心电极可节约电极30%一40%，最好可达50%�？招牡缂氖褂貌坏纳屏说缂氖褂锰跫�，且还对铁合金冶炼带来一系列利益，如直接使用粉矿冶炼，从空心电极中吹入还原粉剂等。

2.6 直流电弧炉

直流电弧炉是近年来天下新生长起来的一种新型冶炼电弧炉。从外洋的宣布资料看，直流电弧炉是降低电极消耗的一种最有用的手艺，一样平常可降低电极消耗约40%一60%，在直流电弧炉中，整流器的负极和石墨相接，而正极与炉底电极(通常是水冷金属平板及耐火质料组成)相接，石墨电极、金属熔池、炉底电极、整流器形成一个电流回路，并在石墨电极与金属熔池间起弧。

1984年4月美国的那尔考钢厂建成首座20吨三相电极直流电弧炉，该直流电弧炉1986年1～11月共生产6万吨钢，电炉的石墨电极消耗由原来的4.77kg/t钢降低到1.9kg/t钢，降低60%以上，电能消耗降低约33.3%。特殊是只用一根大直径石墨电极的直流电炉于使用三根电极的同功率的交流电炉相比，因电极氧化面积镌汰一半左右，因此电极单耗比同容量的交流电炉下降40%左右。现在，直流电弧炉已最先在天下蓬勃国家推广应用，据报道，大型直流超高功率电炉的石墨电极消耗已降低到1.6kg/t。

2.7 永世电极

近年来蓬勃国家正在使用其手艺的综合优势开发永世电极。所谓永世电极就是接纳导电的金属陶瓷质料，经由特殊加工而制成的水冷式陶瓷电极。其氧化、升华、断裂消耗极低，瑞典开发的永世电极在1.5吨电弧炉上试用，一根陶瓷电极(段长500mm)其使用寿命在1年以上J。

2.8 提高电极质量镌汰自然消耗

电极要传导很高的电流，同时在高温下事情，还要受机械振动，事情条件很是恶下等作用的影响，故对电极的质量提出了严酷的要求，其必需要：①导电性好，即电阻系数要小;②能耐高温，具有高的机械强度;③抗氧化性好，在空气中最先强烈氧化的温度高;④几何形状规整等要求。

2.9 电极外貌涂层手艺

电极涂层手艺是降低电极消耗轻盈而行之有用的手艺，一样平常可使电极消耗降低20%左右。常用的电极涂层质料为铝及种种陶瓷质料，其在高温下有很强的抗氧化性，能有用地降低电极侧外貌的氧化消耗。日本研制的Ceracon涂料，在一些厂家试用，不但能降低电极消耗，还能使炼钢电能耗降低20～30kW·h/t钢。电极涂层的要领主要是接纳喷涂修磨，其工艺轻盈易行，是最常用的�；さ缂�。

2.10 浸渍电极

浸渍电极，一样平常是将电极浸入化学药剂中，使电极外貌与药剂爆发化学作用以提高电极的抗高温氧化能力，使用浸渍式电极可比一样平常电极降低电极消耗10%～15%左右。

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