份基本上以薄层及斑点状存在的矿物质。 制造电极糊用的无烟煤，其灰分含量一般不大于10%，因此，进厂以后经过拣选， 一般灰份稳定在8%以下。当煤成片状及长形块，在加热煅烧时，因热爆易碎裂成片。 在煅烧的时候，无烟煤的收缩与挥发量的大小成线性关系，因此，制造电极糊所用 之无烟煤，其所含之挥发物要少（小于7%为宜）。 2.焦炭 焦炭是制造电极糊，尤其是生产石墨化电极的最重要的原料之一。最有价值的焦炭 为低灰份的焦炭（有时称为无灰份焦炭），其灰份含量不超过1%。这些焦炭包括有石 油焦和沥青焦。第一种是石油渣油经过焦化而得到的焦炭，第二种是化学炼焦工业炉 用煤沥青加工制作而成的焦炭。 石油焦：石油渣油经高温处理得到的固体含碳产物叫做石油焦。由于原料及制造方法 的不同，这些产物之成分也不同。目前看来，有两种性质不同的石油焦，一种是釜式 石油焦，另一种是延迟焦化石油焦。前者含挥发分3～7%，后者含挥发分达10～18%。 沥青焦：将煤沥青放在与煤焦化炉相同的焦炉内焦化所得残渣，其挥发份含量只 有0.8～1%。一般同石油焦混合煅烧，用来生产。 3. 人造石墨 根据研究和实践，在电极糊中加入灰份含量不超过1%的人造石墨，能增加制品 的导电系数，导热系数和热稳定性。

  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上的要求。用冶炼 条件相同的电炉来熔炼同一种规格的电石，如采用不一样组的，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，一定要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，同时热线胀系数要小。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，能够更好的降低电能的损耗。 （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的全部过程中炉料崩塌的轻微的侧击。

  （3）尽可能的避免，缩短电炉停电次数和时间。 （4）注意电极烧结质量并及时作出调整电极的冷却条件。  第五节 电极事故及处理 一、电极软断 1． 电极软断的原因 （1）电极糊所含挥发物过多。 （2）电极壳铁板太薄或太厚。太薄了经不起外界较大的作用力而破裂，造成电极铁壳 在压放时折叠或漏糊而软断，太厚了则会造成铁壳和电极芯子接触不紧密而串 芯，也会引起软断。 （3）电极铁壳制作不良或焊接质量欠佳，引起破裂，就会导致漏糊或软断。 （4）下放电极时没有降低电炉负荷或降低得太少，放电极后负荷增长得太快，也 会引起电极软断（大型炉除外）。 （5）下放电极太频繁，间隔时间太短或下放电极后，电极过长而引起软断。 （6）电极糊加入不及时，加电极糊的位置过高或过低，也会引起电极软断。 （7）电极糊块过大，加糊时粗枝大叶，在筋片上搁住而架空，也可能会导致软断。

  人造石墨有易于附着在坚硬表面上的特性，这种特性好像液体润湿于固体表面一样形 成薄膜，同时对沥青的吸附力也比较大，这对使用来说，有着它的现实意义。 二、粘结剂 作为粘结剂的原料当电极糊在自焙烧结时，所剩下之焦化残渣能使电极的强度增 加和质地均匀。最好的粘结剂为煤沥青和煤焦油。 1.煤焦油 煤焦油是比煤沥青分馏温度低的一组馏分，是一种粘滞液体，颜色由深棕色到黑 色，相对密度1.05～1.25。焦油的质量主要根据焦化的温度条件和炉子结构。在同 一结构炉子内，温度条件相同，焦化不同成分的配合煤时，也能得到成分和物理性质 相同的焦油。本节所讲煤焦油，经过热处理后用于密闭炉电极糊调整软化点用。 2. 煤沥青 沥青是一种黑色有光泽的固体物质，相对密度为1.245～1.299。当蒸馏温度为 360℃以上时将焦油内其他馏份提取后所剩下的残渣，即为沥青。 根据软化点的大小，沥青可分为：软沥青（油质的）40～50℃，中沥青)65～75℃， 硬沥青高于80℃，本节所讨论的是中沥青。中沥青进厂标准为： 软化点（水银法）℃ 65～75℃ 游离碳（C） 18～25% 水分（W） ≯ 5% 灰分 ≯ 0.5%

  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能扩大到2米，不用螺丝 接头，在电石炉上连接时十分便捷，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非常非常重要的地位。 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，对整个电炉来讲是很重要的。 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）。

  以上指标作为制造厂的出厂标准，但仅仅知道了灰份和挥发份的多少，来判 断电极糊的质量的好坏是不够的。要鉴定电极糊质量是不是合乎要求，只有将 试样在试验室作烧结检验，通过机械强度，电阻系数、气孔率等检验，才算 合乎电极糊质量鉴别判定标准。可是由于此项检测验证的方法，从取样到获得测定结果 时间长，速度缓慢。因此，制造厂仅作为参考指标，但也是一个重要指标。

  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，占着非常非常重要的地位。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，更不可思议的是严重的人身伤亡事故发生。 总之，电极在电石炉中占有主体地位。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。

  第三节 电极糊的原料 电极糊的原料主要组成部分是碳。碳具有以下性质，因而使它能成为制造电极糊的 基本原料： （1）承受在工业技术上必要的高温； （2）其氧化物为气体； （3）导电性能好； （4）与许多化学物质不易反应。 制造电极糊使用的原料有以下两类。 （1）固体碳素原料（无烟煤、石油焦和人造石墨等）； （2）粘结剂（沥青、与煤焦油）。 在这里应该指出，用作粘结剂的原料，经焙烧后要能够转变为坚固的焦炭钢，起焦 结作用，形成自烧电极整体。 一、固体炭素原料 1.无烟煤 无烟煤乃是电极糊的主要部分，当电极烧成后，它就成为电极的骨架，和钢筋混凝 土中的鹅卵石所起的作用很相似。 采用无烟煤不仅是因为其价格实惠公道，更主要的是使用它能改进电极糊的使用质量。 无烟煤是致密的、带有金属光泽的黑色油脂矿物。无烟煤与其它矿藏煤的不同点是： 含碳量高，机械强度大，挥发物少，无烟煤仅有少量的灰分，均匀分布于碳内，其灰

  （1）软化阶段。此时固体电极糊熔化，电阻增大，强度降低，最后电极糊全部成为液体状态。在 此阶段温度由25℃上升至120～200℃，大约在导电颚板上面500毫米处。 （2）挥发阶段。此时电极糊充分熔化，沿着壳内截面流动，充填空隙，并使质量均匀，同时开始 明显地挥发而逐渐粘稠，电阻不断降低，挥发急剧而呈糊状。在此阶段，温度由120～200℃上升至 650～750℃，大致在半环部位。 （3）烧结阶段。此时少量挥发物继续挥发，并开始进一步烧结，导电性大幅度提升，成为坚硬整体。 完全烧结高度为导电颚板下部200～400毫米处，此阶段的温度由650～750℃上升至900～1000℃。 电极由于表面氧化，炉内反应的作用，以及电弧燃烧时电极逐渐烧损，故需按其消耗情况控制烧 结，并且把已烧结的电极往炉内下放，使它保持适当的工作长度与位置。 三、质量的判断 电极焙烧质量的好坏，主要根据肉眼的观察。判断电极烧结是不是正常，如发现放下来的电极表 面呈灰白色或暗而不红，则焙烧良好。如发红则太干，如发黑或冒烟甚多，则太软。 为了保持电极一定的长度，电极糊在烧结过程中必须掌握烧结速度和消耗速度的平衡。如烧结 慢，消耗快，则电极工作长度不够就会出现过软。如烧结快、消耗慢则电极又太干，容易硬断。 为了使电极烧结质量良好，一定要满足以下要求。 （1）符合品质衡量准则又合乎块度要求的电极糊，充填时要保持一定的高度。 （2）电极制作与焊接一定要符合要求，导电颚板的冷却条件以及电极的接触必须良好。

  挥发分 55～70% 沥青的水分包括机械悬浮状和被吸收两部分，经过130℃以上数昼夜的热处理，排除水分， 减少膨胀而后方可用来生产。 沥青的成分中含有游离碳，它是从焦油中带到沥青里来的，而另一部分则是由高分子化合物 在蒸馏焦油时分解而成。 沥青和焦油最珍贵的部分为结焦部分，即粘结焦炭。由焦化残渣中除掉游离炭，即可得出粘 结焦炭。  第四节 电极糊的烧结 一、焙烧电极糊的热源 电极糊在电极壳内烧结，热源来自三个方面： （1）电极本身热量传导。电极端头由于产生电弧，温度可达3500℃左右，而热量自下向上传导， 故电极糊由上向下降落时受热慢慢的升高，逐渐烧结。电弧热的传导是焙烧电极所需热量的大多数来自。 （2）电流通过电极本身所产生的电阻热。电流通过电极，由于电极糊烧结电阻大，输入功率一部 分变成电阻热，为焙烧电极提供了一定的热量。 （3）炉料面火焰热的传导与辐射。炉面温度很高，一般在500～600℃ 左右，它的热量能传导和辐射到电极，尤其对电极下放后，电极表面温度迅速增高，同电极完全烧 结关系很大。 二、电极糊烧结过程 电极烧结时的变化过程，虽无明显的界限，但根据焙烧温度及部位，大体能分为三个阶段， 这样的一个过程是在无外加压力，单靠糊本身重量下进行的（图1-13-2）。

  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，又有几率发生硬断。 （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，电阻大、电耗高，相应电极消耗量也高。因此，灰份也是电极糊的重要指 标之一。