电极糊和电极烧结课件资料.ppt

第十三章 电极糊和电极烧结 第一节 概述 连续式自动焙烧电极（简称自烧电极）是由电极糊和铁壳组成的。电极在电石炉内工作时是要不断消耗的，所以需要继续不断地下放电极，以资补充。当电极下放到导电颚板下部时，经过1000℃左右的高温焙烧，使电极糊碳化而成电极。因为电极铁壳可以在电炉不停电的情况下继续焊接，电极糊不断地向铁壳内加入，而且又是在电石炉内烧结而成的，所以叫做连续式自动焙烧电极。 自烧式电极广泛地用于电石炉和铁合金炉。这种电极的特点是直径可以扩大到2米，不用螺丝接头，在电石炉上连接时非常方便，而且价格低廉，这就给电石炉向大容量发展创造了有利的条件。 在整个电石炉的设备中，电极就是心脏。在电石生产中，电流是通过电极输入炉内，产生电弧，进行冶炼电石，电极在整个电炉中是占有着极其重要的地位。 在设计电石炉中，有许多参数是参考电极直径进行的。电极直径之大小，由通过电极截面积上的电流所允许的电流密度来决定，如直径小，则允许的电流密度大，直径大，则允许的电流密度小。电流密度与电极直径选择恰当与否，对整个电炉来讲是非常重要的。 电极直径大小的决定，对设计中考虑电极同心圆直径、电极间距、炉膛内径、炉膛深度，甚至于炉膛外径，炉底厚度等都有很大的指导意义。因为这些尺寸的数据均参考与电极成倍数关系的经验数据。 三相电炉电极，一般多采用三角形布置，设计时，既要考虑电极之间的距离，使它有足够而均匀的温度分布，并能形成相互串通的更大高温区，又要考虑电极与炉壁之间有足够的距离，使它对炉壁辐射均匀，避免炉壁过快烧坏。电极同心圆直径与炉壁内径之比，一般为 0.44（炉之内径为电极同心圆直径的2.25 倍）。 关于电极同心圆直径与电极直径的比例，所采用的经验数据，目前大多数为2.7倍较好。炉膛深度是电极直径的2.3倍。另外，电炉直径、电极插入炉料深度，炉底厚度、炉底面积、炉子容量等的计算都和电极有关系，这里不一一叙述了。 由此可见，电极在设计整个电炉的设备中，占着极其重要的地位。现在国内电炉之电极大部均采用自烧电极，而在整个电炉设备中，我们经常遇到的事故是电极事故。这些事故是：电极软断、硬断，电极壳破裂、电极漏糊，电极“刺火”，电极放不下等等。凡电极出了事故，影响电炉正常生产，有时会造成停产几十小时或几天，要浪费大量人力物力，甚至还有严重的人身伤亡事故发生。 总之，电极在电石炉中占有重要地位。没有它，电炉就无法产生作用，如果它出了问题，就要造成整个炉子生产无法正常进行，甚至瘫痪。因此，作为电石生产工作者，有必要了解电极糊的成份、性能，生产方法、作用及对电炉的影响。 第二节 电极的特性 连续式自烧电极既是电炉中的重要组成部分，又是电炉的心脏，它起着导电和传热的作用。因此，对电极糊应有一定的技术条件和使用要求。用冶炼条件相同的电炉来熔炼同一种规格的电石，如采用不同组的，导致不同物理性能的电极糊，电极工作端的烧结速度及功率损耗，电炉的热工也不相同。 前面已经讲过，电石炉电流是依靠电极输入炉内转化为热能，要使电极在电弧所产生的高温下正常工作，必须具有高度的耐氧化性及导电性，只有碳素原料制成的电极，才有这种性质。因为碳素电极可承受高达3000℃的电弧温度，在此温度下仅缓慢氧化。 电弧炉对电极要求很高： （1）能耐高温，同时热膨胀系数要小。因为它一端遭受电弧高温，另一端则露于料面上与被水冷却的电极把持器相接触，所以要求在温度急剧变化的情况下，具有一定的坚固性。 （2）具有比较小的电阻系数，可以降低电能的损耗。 （3）具有较小的气孔率，可以使加热状态的电极氧化缓慢。 （4）具有较高的机械强度，才不致因机械与电气负荷的影响使电极折断。 此外，还必须经受得住生产过程中炉料崩塌的轻微的侧击。 电极糊的控制项目有固定碳、挥发份、灰份和水份等，一般只要分析挥发份、灰份和水份三项就可以把四项全都计算出来了。挥发份必须控制在一定的范围内，否则会造成以下结果。 1. 如挥发份太高时，会造成下列不良结果： （1）不易烧结，强度差，容易软断。 （2）收缩性大，强度也差，又可能发生硬断。 （3）氧化快，电极糊消耗快。 （4）容易分层烧结成异形，除下放电极困难外，也易折断。 （5）放电极时减负荷多，增负荷慢，影响产量。 2.如挥发份过低时，会造成下列不良结果： （1）过早烧结，强度差，容易硬断。 （2）粘结性不够，强度差，也易硬断。 （3）电极与导电颚板接触电阻大，影响电耗及颚板寿命。 如果把上述的情况对比起来，挥发份过高比过低后果更为恶劣。因此，对电极糊的挥发份必须控制在一定的范围内，具体指标详见第四节。 电极糊中灰份含量要求越低越好，但限于原料来源，一般要不高于5%，灰份过高，会使强度差，