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。
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。
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
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)。
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。