อิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟต์ และอิเล็กโทรดอบตัวเองควรใช้อย่างถูกต้องในอุตสาหกรรมเตาหลอมอาร์คที่จมอยู่ใต้น้ำอย่างไร

ประเภท ประสิทธิภาพ และการใช้งานของอิเล็กโทรด

 

ประเภทอิเล็กโทรด

 

อิเล็กโทรดคาร์บอนสามารถแบ่งได้เป็นอิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟท์ และอิเล็กโทรดอบตัวเองตามการใช้งานและกระบวนการผลิต

 

อิเล็กโทรดคาร์บอนทำจากแอนทราไซต์ที่มีเถ้าต่ำ โค้กโลหะ พิทช์โค้ก และโค้กปิโตรเลียม ประกอบด้วยสัดส่วนและขนาดอนุภาคที่แน่นอน เมื่อเติม แอสฟัลต์สารยึดเกาะและน้ำมันดินจะผสมกัน และผสมให้เข้ากันที่อุณหภูมิที่เหมาะสม ก่อตัวและค่อยๆ เผาในเครื่องคั่วอย่างช้าๆ สามารถแบ่งออกเป็นอิเล็กโทรดกราไฟท์ธรรมชาติ อิเล็กโทรดกราไฟท์เทียม อิเล็กโทรดคาร์บอน และอิเล็กโทรดคาร์บอนพิเศษ

 

อิเล็กโทรดกราไฟท์ (แกรไฟต์อิเล็กโทรด) ทำจากปิโตรเลียมโค้กและพิทช์โค้กเป็นวัตถุดิบ จากนั้นนำไปใส่ในเตาต้านทานไฟฟ้าแบบกราไฟต์ที่มีอุณหภูมิ 2273~2773K และกลายเป็นอิเล็กโทรดกราไฟท์โดยการสร้างกราฟไฟท์ อิเล็กโทรดกราไฟท์ยังแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้

 

อิเล็กโทรดกราไฟท์กำลังธรรมดาช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟท์ที่มีความหนาแน่นกระแสน้อยกว่า 17 A/cm2 และส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเตาไฟฟ้ากำลังธรรมดา เช่น การทำเหล็ก การกลั่นซิลิกอน และฟอสฟอรัสที่เป็นสีเหลือง

 

พื้นผิวของอิเล็กโทรดกราไฟท์เคลือบสารป้องกันการเกิดออกซิเดชันเคลือบด้วยชั้นป้องกัน (สารต้านอนุมูลอิสระของกราไฟท์อิเล็กโทรด) ซึ่งเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจะช่วยลดการใช้อิเล็กโทรดในระหว่างการผลิตเหล็ก (19% ~ 50%) และยืดอายุการใช้งาน ของอิเล็กโทรด (22% ~ 60%) ช่วยลดการใช้พลังงานของอิเล็กโทรด

 

อิเล็กโทรดกราไฟท์กำลังสูงช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟท์ที่มีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 18 ถึง 25 A/cm2 ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในเตาอาร์กไฟฟ้ากำลังสูงสำหรับการผลิตเหล็ก

 

อิเล็กโทรดกราไฟท์กำลังสูงพิเศษช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟท์ที่มีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้ามากกว่า 25 A/cm2 ได้ ส่วนใหญ่ใช้ในเตาอาร์คไฟฟ้าสำหรับการผลิตเหล็กที่มีกำลังสูงเป็นพิเศษ

 

อิเล็กโทรดอบตัวเอง (อิเล็กโทรดอบตัวเอง) โดยใช้แอนทราไซต์ โค้ก น้ำมันดิน และน้ำมันดินเป็นวัตถุดิบ ทำการแปะอิเล็กโทรดที่อุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นจึงโหลดอิเล็กโทรดแปะลงในกล่องอิเล็กโทรดที่ติดตั้งบนเตาไฟฟ้า (ดังภาพ) ในรูปที่ 1) ในกระบวนการผลิตเตาไฟฟ้า ความร้อนของจูลที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าและความร้อนจากการนำความร้อนในเตาเผาจะถูกเผาด้วยตัวเองและเผาด้วยถ่านโค้ก อิเล็กโทรดดังกล่าวสามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องและสามารถเกิดขึ้นได้โดยการต่อขอบด้านยาวและสามารถยิงเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ได้ อิเล็กโทรดอบตัวเองถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตโลหะผสมเฟอร์โรอัลลอย เนื่องจากมีกระบวนการที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ

 

 

รูปที่ 1 แผนผังของเปลือกอิเล็กโทรด

 

เปลือก 1 อิเล็กโทรด; ซี่โครง 2 ชิ้น; ลิ้น 3 สามเหลี่ยม

 

ประสิทธิภาพทางเทคนิคหลักของอิเล็กโทรด

 

วัสดุอิเล็กโทรดควรมีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพดังต่อไปนี้:

 

ค่าการนำไฟฟ้าจะดีกว่า ความต้านทานน้อยกว่า เพื่อลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้า ลดแรงดันไฟฟ้าตกของตาข่ายสั้น และเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มพลังของสระหลอมเหลว

 

จุดหลอมเหลวสูง

 

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมีขนาดเล็ก เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว มันไม่ง่ายที่จะเปลี่ยนรูป และความเครียดภายในที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิไม่สามารถสร้างรอยแตกที่ดีเพื่อเพิ่มความต้านทาน

 

มีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอที่อุณหภูมิสูง

 

สิ่งเจือปนมีน้อยและสิ่งเจือปนไม่ปนเปื้อนในการหลอม

 

คุณสมบัติทางเทคนิคหลักของอิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟท์ และอิเล็กโทรดอบตัวเองแสดงไว้ในตารางที่ 1 และรูปที่ 2 และ 3

 

 

 

ตารางที่ 1 ประสิทธิภาพทางเทคนิคของอิเล็กโทรด

 

 

รูปที่ 2 การเปลี่ยนแปลงความต้านทานของอิเล็กโทรดคาร์บอนและอิเล็กโทรดกราไฟท์ตามอุณหภูมิ

 

 

รูปที่ 3 การนำความร้อนของอิเล็กโทรดคาร์บอนและกราไฟท์โดยพิจารณาจากอุณหภูมิ

 

การเลือกอิเล็กโทรดในอุตสาหกรรมเฟอร์โรอัลลอย

 

อิเล็กโทรดแบบอบตัวเองถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการถลุงโลหะผสมเหล็ก, การกลั่นเฟอร์โรซิลิกอน, โลหะผสมซิลิกอนโครเมียม, โลหะผสมแมงกานีสซิลิคอน, เฟอร์โรแมงกานีสคาร์บอนสูง, เฟอร์โรโครมคาร์บอนสูง, เฟอร์โรแมงกานีสคาร์บอนปานกลางและต่ำ, เฟอร์โรโครมคาร์บอนปานกลางและต่ำ, โลหะผสมแคลเซียมซิลิกอน, เหล็กทังสเตน . อิเล็กโทรดอบตัวเองมีแนวโน้มที่จะเพิ่มการผลิตโลหะผสม แถบเหล็กให้เป็นคาร์บอน และผลิตโลหะผสมเหล็กและโลหะบริสุทธิ์ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำมาก หากควรใช้คาร์บอนเฟอโรโครม ซิลิคอนอุตสาหกรรม และโลหะแมงกานีส ควรใช้อิเล็กโทรดคาร์บอนหรือกราไฟท์

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(คาร์บอนอิเล็กโทรด)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。可分为天然石墨电极、人造石墨电极、碳电极以及特种碳素电极四类.

石墨电极(graphiteelectrode)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เลดี้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(selfbakingelectrode)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image1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。

ภาพที่ 1 电极壳示意image

1-电极壳;2-筋筋;3-三角形舌ฝา

电极的主要技术性能

电极材料应具有下列物理化学特性:

导电性要好,电阻率要小,以减少电能的损失,减少短网压降,提高有效电压,以提高熔池功率;

熔点要高;

热膨胀系数要小,当温度急变时,不易变形,不能因温度变化带来的内应力产生细小的裂缝增加电阻;

高温下要有足够的机械强度;

杂质要低,而且杂质不污染所冶炼的品种。

碳素电极、石墨电极和自焙电极的主要技术性能如表1和上2、和自焙示。

表1 电极技术性能

ภาพที่ 2 碳素电极和石墨电极电阻率随温度的变化情况

ภาพที่ 3 碳素电极和石墨电极热导率随温度的变化情况

铁合金工业中电极的选用

自焙电极广泛用于铁合金冶炼,炼制硅铁、硅铬合金、锰硅合金、高碳锰铁、高碳铬铁、中低碳锰铁、中低碳铬铁、硅钙合金、钨铁等。自焙电极易使生产合金增碳,铁皮带入碳,产含碳很低的铁合金和纯金属,如果碳铬铁、工业硅和金属锰应采用碳素电极或石墨电极。


เวลาโพสต์: 18 พ.ย. 2019
แชทออนไลน์ WhatsApp!