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)量優(yōu)于YB-TO99-1977標準,其大特點是體積密度大,抗壓強度高,電陰率低,易石墨化。石墨成品率高,在全國有較高的聲譽。
機械加工:炭素制品為什么要進行機械加工?
(1)整形的需要,具有一定的尺寸和形狀的壓型后的炭素生制品,在焙燒和石墨化過程中發(fā)生不同程度的變形、碰損,同時其表面還粘結(jié)著一些填充料,如果不經(jīng)過機械加工就不能使用,因此對產(chǎn)品整形,加工成規(guī)定的幾何形狀。
(2)使用的需要,按照用戶的使用要求進行加工。如電爐煉鋼的石墨電極需要連接使用,在產(chǎn)品兩端車制成螺紋孔,然后用特制的帶螺紋的接頭將兩根電極連接起來使用。
(3)工藝上的需要,有的產(chǎn)品要根據(jù)用戶使用上的工藝需要,加工成特殊的形狀和規(guī)格,甚至要求較低的表面粗糙度。
石墨電極是一種耐高溫的石墨導電材料,是指以石油焦、瀝青焦為骨料,煤瀝青為黏結(jié)劑,經(jīng)過原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機械加工而制成的一種耐高溫石墨質(zhì)導電材料,稱為人造石墨電極(簡稱石墨電極),以區(qū)別于采用天然石墨為原料制備的天然石墨電極。石墨電極可傳導電流及發(fā)電,從而熔化高爐中的廢鐵或其他原材料以生產(chǎn)鋼鐵及其他金屬產(chǎn)品,主要用于鋼鐵生產(chǎn)。石墨電極是一種電阻率低并耐受電弧爐內(nèi)熱梯度的材料。石墨電極生產(chǎn)的主要特點是生產(chǎn)周期較長(通常持續(xù)三至五個月)、電能消耗大及生產(chǎn)工藝流程復雜。
敞開式環(huán)式焙燒爐影響電極質(zhì)量的因素:
1.爐體結(jié)構(gòu)對電極質(zhì)量的影響
由于敞開式環(huán)式焙燒爐與帶蓋爐相比,火道墻要厚很多,敞開式爐磚墻厚為113mm,而帶蓋爐的格子磚墻厚度僅為30mm,開始升溫時敞開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火井從爐底往上走,而敞開式爐有一半是從上向下??傊ㄩ_式爐不利于阻止電極焙燒時黏結(jié)劑的遷移,易造成焙燒出來電極結(jié)構(gòu)不均勻。
2.爐箱尺寸對電極質(zhì)量的影響
3.火道磚的磚型對電極質(zhì)量的影響
電極焙燒的溫度制度:
1.選擇測溫點是要素
選擇曲線運行控制測溫點應選火道煙氣溫度敏感的點,但對于敞開式環(huán)式焙燒爐來說就是熱煙氣在火道內(nèi)下去,再返上來的轉(zhuǎn)彎的位置。也有人將熱電偶插在緊靠火道個火孔外側(cè)的料室中。依據(jù)選擇的測溫點來確定升溫曲線。
2.制定曲線應注意幾點
(1)根據(jù)產(chǎn)品在焙燒過程不同溫度階段的物理化學反應制定曲線。
(2)根據(jù)毛坯的種類和規(guī)格、成型方式制定曲線。
毛坯的直徑愈大,其升溫速度要慢些;大規(guī)格的擠壓毛坯要比同規(guī)格振動毛坯要慢些;生坯體積密度高的要比體積密度低的慢一些;細顆粒結(jié)構(gòu)的要比粗顆粒結(jié)構(gòu)的慢一些;浸后產(chǎn)品升溫速度可以快些。
(3)根據(jù)爐子的結(jié)構(gòu)制定曲線。
每臺爐子溫度場分布的不同,爐室工作區(qū)的上下高度上、前后和左右都存在著溫度差。這溫差實際上在整個加熱過程都在持續(xù)著,僅在恒溫階段才能逐漸縮小。制定曲線考慮爐子本身結(jié)構(gòu)特點。
(4)根據(jù)填充料的種類和燃料種類特性制定曲線。
3.電極毛坯焙燒冷卻也是溫度制度中一個關鍵階段
國外的焙燒曲線降溫是曲線的一個組成部分,而我們國內(nèi)的曲線大多都沒有降溫,只是要求出爐溫度不能300℃。實際中往往做不到,毛坯出爐時溫度達到600℃以上,電極心部溫度還在700-800℃以上。因毛坯與外部介質(zhì)之間存在溫差,所以會同時出現(xiàn)不同值的體積變化和不同速度的收縮。這就會造成熱應力的產(chǎn)生,此應力值與溫差成正比。當產(chǎn)生的應力超過毛坯材料的斷裂強度時,便會發(fā)生結(jié)構(gòu)的局部破裂或整個毛坯斷裂。有的毛坯高溫出爐后檢查時雖沒有看到裂紋,但由于制品內(nèi)部已有裂紋,在石墨化工序就會表現(xiàn)出來。因此焙燒工序的冷卻重視。
應用領域:
(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)生的高溫熱源來進行冶煉。
(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,其特點是導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象,通常,導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。