石墨電極,主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青作結(jié)合劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機(jī)加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對(duì)爐料進(jìn)行加熱熔化的導(dǎo)體,根據(jù)其質(zhì)量指標(biāo)高低,可分為普通功率、高功率和功率。
石墨電極焙燒品,包括制造功率石墨電極,高功率石墨電極和普通功率石墨電極的炭素焙燒品。生產(chǎn)的石墨電極焙燒品的生產(chǎn)工藝為擠壓成型,其質(zhì)量?jī)?yōu)于YB-TO99-1977標(biāo)準(zhǔn),其大特點(diǎn)是體積密度大,抗壓強(qiáng)度高,電陰率低,易石墨化。石墨成品率高,在全國(guó)有較高的聲譽(yù)。
焙燒:什么是煅燒?烘焙的目的是什么?
焙燒是壓型后的生制品在加熱爐內(nèi)的保護(hù)介質(zhì)中,在隔絕空氣的條件下,按一定的升溫速度進(jìn)行加熱的熱處理過(guò)程。
焙燒的目的在于:主要研究結(jié)果如下:
(1)以煤瀝青為粘結(jié)劑的產(chǎn)品經(jīng)焙燒后揮發(fā)分的排放量約為10%。因此,焙燒產(chǎn)率一般低于90%。
(2) 結(jié)焦原料按一定的工藝條件焙燒,結(jié)合劑結(jié)焦,在集料顆粒間形成焦炭網(wǎng)絡(luò),使不同粒徑的集料牢固連接在一起,使產(chǎn)品具有一定的理化性能。在相同條件下,焦燒率越高,產(chǎn)品質(zhì)量越好。中溫瀝青的殘余碳含量一般在50%左右.
(3)固定幾何形式 生制品在焙燒過(guò)程中,發(fā)生軟化,粘結(jié)劑遷移現(xiàn)象。隨著溫度的升高,形成焦化網(wǎng),使制品僵化。因此,溫度再升高,其形狀也不改變。
(4)降低電阻率 在焙燒過(guò)程中,由于揮發(fā)分的排除,瀝青焦化形成焦炭網(wǎng)格,瀝青發(fā)生分解和聚合反應(yīng),生成大的六角炭環(huán)平面網(wǎng)等原因,電阻率大幅度下降。生制品電阻率大約10000×10-6Ω〃m,經(jīng)過(guò)焙燒后降至40--50×10-6Ω〃m ,稱為良導(dǎo)體。
(5)體積進(jìn)一步收縮 焙燒后制品直徑收縮1%左右,長(zhǎng)度收縮2%左右,體積收縮為2-3%。
敞開(kāi)式環(huán)式焙燒爐影響電極質(zhì)量的因素:
1.爐體結(jié)構(gòu)對(duì)電極質(zhì)量的影響
由于敞開(kāi)式環(huán)式焙燒爐與帶蓋爐相比,火道墻要厚很多,敞開(kāi)式爐磚墻厚為113mm,而帶蓋爐的格子磚墻厚度僅為30mm,開(kāi)始升溫時(shí)敞開(kāi)式爐耐火磚需要蓄熱量大,溫升慢;另外帶蓋爐的熱煙氣都是通過(guò)火井從爐底往上走,而敞開(kāi)式爐有一半是從上向下??傊ㄩ_(kāi)式爐不利于阻止電極焙燒時(shí)黏結(jié)劑的遷移,易造成焙燒出來(lái)電極結(jié)構(gòu)不均勻。
2.爐箱尺寸對(duì)電極質(zhì)量的影響
3.火道磚的磚型對(duì)電極質(zhì)量的影響
應(yīng)用領(lǐng)域:
(1)用于電弧煉鋼爐;電爐煉鋼是石墨電極的使用大戶。我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量約占粗鋼產(chǎn)量的18%左右,煉鋼用石墨電極占石墨電極總用量的70%~80%。電爐煉鋼是利用石墨電極向爐內(nèi)導(dǎo)入電流,利用電極端部和爐料之間引發(fā)電弧所產(chǎn)生的高溫?zé)嵩磥?lái)進(jìn)行冶煉。
(2)用于礦熱電爐;礦熱電爐主要用于生產(chǎn)工業(yè)硅和黃磷等,其特點(diǎn)是導(dǎo)電電極的下部埋在爐料中,在料層內(nèi)形成電弧,并利用爐料自身的電阻所發(fā)出的熱能來(lái)加熱爐料,其中要求電流密度較高的礦熱電爐需用石墨電極,例如每生產(chǎn)1t硅需消耗石墨電極約100kg,每生產(chǎn)1t黃磷需消耗石墨電極約40kg。
(3)用于電阻爐;生產(chǎn)石墨制品的石墨化爐、熔化玻璃的熔窯和生產(chǎn)碳化硅用的電爐等都屬于電阻爐,爐內(nèi)所裝物料既是發(fā)熱電阻又是被加熱對(duì)象,通常,導(dǎo)電用的石墨電極嵌入電阻爐端部的爐頭墻中,用于此處的石墨電極不連續(xù)消耗。
(4)用于制備異型石墨產(chǎn)品;石墨電極的毛坯還用于加工成各種坩堝、模具、舟皿和發(fā)熱體等異型石墨產(chǎn)品。例如,在石英玻璃行業(yè),每生產(chǎn)1t電熔管,需用石墨電極坯料10t;每生產(chǎn)1t石英磚,需消耗石墨電極坯料100kg。
二次焙燒是焙燒品浸漬后進(jìn)行再次焙燒,使浸入焙燒品孔隙中的瀝青炭化的工藝過(guò)程。生產(chǎn)體積密度要求較高的電極(除RP以外的所有品種)和接頭坯料需進(jìn)行二焙,接頭坯料還需進(jìn)行三浸四焙或二浸三焙。
焙燒爐主要爐型:連續(xù)作業(yè)----環(huán)式爐(帶蓋、不帶蓋)、隧道窯間歇作業(yè)----倒焰窯、車底式焙燒爐、箱式焙燒爐?! ?br />
焙燒曲線及高溫度:一次焙燒----320、360、422、480小時(shí),1250℃二次焙燒----125、240、280小時(shí),700-800℃。
焙燒品的檢查:外觀敲擊、電阻率、體積密度、抗壓強(qiáng)度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析。
浸漬是將炭材料置于壓力容器中,在一定的溫度和壓力條件下將液態(tài)浸漬劑瀝青浸入滲透到制品電極孔隙中的工藝過(guò)程。目的是降低制品氣孔率,增加制品體積密度和機(jī)械強(qiáng)度,改善制品的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。
石墨電極加工分為電極本體和接頭兩個(gè)立加工過(guò)程。
本體加工包括鏜孔與粗平端面、車外圓與精平端面和銑螺紋3道工序,圓錐形接頭的加工可分為6道工序:切斷、平端面、車錐面、銑螺紋、鉆孔安栓和開(kāi)槽?! ?br />
電極接頭連接方式:圓錐形接頭連接(一吋三扣和一吋四扣)、圓柱形接頭連接、凹凸連接(公母扣連接)
加工精度的控制:螺紋錐度偏差、螺紋螺距、接頭(孔)大徑偏差、接頭孔同軸度、接頭孔垂直度、電極端面平整度、接頭四點(diǎn)偏差等。用環(huán)規(guī)和板規(guī)等檢查?! ?br />
成品電極的檢查:精度、重量、長(zhǎng)度、直徑、體積密度、電阻率、預(yù)裝配合精度等。