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电极材料_图文_百度文库
发布时间:2020-07-28 02:13    文章作者:真人麻将

  电极材料_材料科学_工程科技_专业资料。电极材料 1. 1 电极 电极是铁合金电炉的关键性部件,是短网的 一部分。铁合金电炉冶炼就是通过电极,将来自 电网经过炉用变压器变为低电压、大电流的电能 输送到炉内,并通过电极电弧和炉料电阻,熔融

  电极材料 1. 1 电极 电极是铁合金电炉的关键性部件,是短网的 一部分。铁合金电炉冶炼就是通过电极,将来自 电网经过炉用变压器变为低电压、大电流的电能 输送到炉内,并通过电极电弧和炉料电阻,熔融 炉渣和金属的电阻,把电能转变成热能,以满足 冶炼所需的高温条件和补充化学反应所需的热量。 2.1.1 电极的分类、性能及其用途 2.1.1.1 电极的分类 (1)对电极材料的要求: ① 导电性要好,比电阻(长为1m,横截面积为1mm2的导体的电阻值,单位为 Ω·mm2/m)要小,以减少电能的损失,减少短网压降,提高有效电压,提高熔 池功率; ② 熔点要高; ③ 线膨胀系数要小,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 细小的裂缝而增加电阻; ④ 高温下要有足够的机械强度; ⑤ 杂质含量要低,而且杂质不污染所熔炼的产品。 来源广、价格低廉的碳质还原剂同时具备上述各要求,是一种良好的电 极 材料。 2.1.1 电极的分类、性能及其用途 (2) 分类 碳质电极按其加工制作工艺不同分为三种:碳素电极、 石墨电极和自焙电极。 ? 碳素电极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,混合时加人粘结剂沥青和焦油,在适 当的温度下搅拌均匀后压制成型,最后在焙烧炉中缓慢焙烧制得。 ? 石墨电极以石油焦和沥青焦为原料制成碳素电极,再放到温度为 2000~2500℃的石墨化电阻炉中,经石墨化而制成。 自焙电极是用无烟煤、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,经过烧结成型。 这种电极可连续使用,边使用边接长边烧结成型,自 焙电极因工艺简单、成本低,因此被广泛用于铁合金电炉、 电石炉等。自焙电极在焙烧完好后,其性能与碳素电极相 差不大,但其制造成本仅为石墨电极的1/8,是碳素电极 的1/3。 2.1.1.2 电极的主要性能 2.1.1.2 电极的主要性能 2.1.1.2 电极的主要性能 2.1.2 自焙电极的制作 自焙电极由电极壳和电极糊构成。自焙电极的 外壳由薄钢板焊接成,安装在使用电极的电炉炉 膛顶上,加入壳内的电极糊经高温焙烧制成自焙 电极。自焙电极没有接头(而石墨电极接头占 15% -20%),直径可大些,生产工艺较简单,成 本低廉。 2.1.2.1 电极壳 ? 作用 ? 赋型和保护电极不受氧化; ? 作为导电元件,当电极未烧好时能承受大部分电流, 起导电作用; ? 下放电极时,承受整个电极的自重,并能提高电极的 机械强度。 ? 电极壳的钢板用碳素钢板制作,不能用生锈变质 的钢板。 2.1.2.1 电极壳 2.1.2.2 电极糊 (1) 原料 制造电极糊的原料由固体碳素材料和黏结材料 组成,电极糊质量的好坏,与材料配方及工艺有 关。 固体碳素材料有无烟煤、冶金焦、石油焦、 沥青焦及碎石墨电极;黏结材料有沥青和煤焦油, 加入煤焦油是为了调整软化点。 电极糊中的粘结剂在烧结过程中分解成挥发 物排除,残碳转变为坚固的焦炭网,起焦结作用, 使电极成为坚硬的整体。 2.1.2.2 电极糊 ? 无烟煤要求灰分小于8%,挥发物含量小于5%,含硫量低。需用竖炉或回转窑在 隔绝空气的条件下,经1200℃煅烧;18-24h,除掉挥发分,增加热稳定性和导电 性,提高强度。‘无煤烟的优点是价格低、含碳高、挥发分少、机械强度高、致 密。 ? 冶金焦的灰分要小于14%,用时需经低温煅烧和烘干。 ? 石油焦是由石油残渣经焦化制得。沥青焦是以炼焦油为原料,经高温干馏或延迟 焦化而制得。要求两种焦灰分均小于1%,沥青焦的挥发物含量通常小于1%,而 石油焦挥发分含量要小于7%,两种焦均需煅烧后才能使用。 ? 沥青是由炼焦油初步分馏所得的沸点大于360℃的残留物,俗称柏油,根据其软 化点又分为硬沥青、中沥青和软沥青,生产电极糊通常采用的是软化点为65~ 75℃的中沥青,含游离碳为18%-25%,挥发分55%,-70%,灰分小于0.5%,水分 小于5%。 ? 煤焦油是由煤干馏而得到的褐色到墨色的油状产物。要求含水量小于4%,灰分 不大于0.15%,游离碳含量不大于10%。沥青和煤焦油都需要脱水后使用。 2.1.2.2 电极糊 电极糊的配方 2.1.2.2 电极糊 (2)电极糊的生产过程 2.1.3自焙电极的烧结 自焙电极的烧结过程是随着温度的升高,黏 结剂逐渐分解排出挥发物的过程。 2.1.3.1自焙电极的烧结 2.1.3.1自焙电极的烧结 ? 第一阶段称为软化段,温度从室温升到200℃,电极糊由 块状熔化。此间,仅其中的水分和低沸点的成分开始挥发。 ? 第二阶段称为挥发段,温度从200℃升至600,此间已全部 熔化的液态电极糊中的粘结剂全部开始分解、气化,排出 挥发物,尤其在400℃左右进行得更为激烈,电极糊由可 塑性状态逐渐变成固态。 ? 第三阶段称为烧结段,温度从600℃升到800℃ ,此时少 量的残余挥发物继续挥发,经4-8h,当电极从铜瓦中出来 后,电极烧结基本结束。 2.1.3.2电极在烧结过程中的物理化学变化 I. 电极糊在烧结过程中,随着温度升高,挥发物含量逐渐降低。 II. 电极糊在低温时比电阻很大,在焙烧过程中,比电阻逐渐降低。当 温度低于100℃时,由于沥青熔化,电极糊比电阻上升;当温度为 100-700℃时,比电阻大幅度降低;当温度继续并高,比电阻平稳降 低。因此,大部分电流是通过铜瓦下部已烧结好的电极输入到炉内, 而铜瓦在电极糊未烧结好的部位时,电流大部分通过电极壳输入到 炉内,这便有可能烧穿电极壳而产生漏糊事故。 III. 电极在焙烧过程中强度逐渐增加,温度低于400℃时,电极变软, 机械强度在下降;但当温度为400-700℃时,电极机械强度急剧上 升到最大值;再加热至1200℃时保持不变。 2.1.3.2电极在烧结过程中的物理化学变化 表2-5 电极焙烧速度对其质量的影响 2.1.4 自焙电极的接长和下放 2.1.4.1 电极壳的接长 在冶炼过程中电极不断的消耗和下放,需及时接长电 极壳和添加电极糊。电极壳在装接之前,必须进行检查, 如发现变形不圆时,要矫圆,凡变形严重、焊缝脱落和生 锈严重的电极壳不得使用。新装上的电极壳要插人原有的 电极壳上,并保持上下两节垂直,而且筋片需完全吻合对 齐。接长电极壳应采用气焊焊接,焊接时,先在圆周的四 等分处焊上四点,然后再连续地焊好整个圆周,焊缝要密 实、平整和均匀。带有钢带的电极,两根钢带应分别垂直 地焊在电极壳的二等分处;并且随电极的下放,每隔300400mm均衡地对焊两段,每段焊缝不应小于100mm。 2.1.4.2 添加电极糊 电极糊存放时应保持洁净,如表面有灰尘或 泥土要除掉。添加电极糊前对电极糊进行破碎, 粒度不能大于筋片距离,否则可能会出现悬糊事 故。电极糊的添加量应按规定加入。糊柱高度的 控制量与炉子容量、电极直径的大小、炉子工作 条件、电极糊的性质及生产季节变化有关,但主 要决定于电极直径的大小。 2.1.4.2 添加电极糊 2.1.4.3 电极的下放 在熔炼过程中电极的工作端应保持一定长度,并且其 消耗速度与焙烧随度相适宜,这样就需按一定的间隔时间 和一定的长度下放电极是电极处于正常工作状态。然而实 际并非如此,由于熔炼操作上的某些原因,电极埋入料过 浅,不能按规定时间下放电极时,易引起电极过烧;相反, 电极埋入辽中过深电极焙烧跟不上时,易发生漏糊盒软断 事故。所以,不能忽视冶炼操作对电极正常烧结的影响, 保证正常的冶炼操作,有助于电极处于正常的工作状态。 保证按规定下放电极,一般无压放装置的小型电炉每 8-12h下放200mm;有压放装置的大、中型电炉应本着勤 放少放的愿者,每隔1h或2h下放20mm或50mm。 2.1.4.3 电极的下放 电极消耗长度基本上就是下放长度。三相电 极每昼夜下放量等于每昼夜消耗量。 三相电极每昼夜下放量=3Shρ S=∏D2/4 三相电极每昼夜消耗量=PQ 因为三相电极每昼夜下放量等于每昼夜消耗量, 则有 3? ∏D2/4h ρ=PQ 则 h=4PQ/3 ∏D2 ρ 2.1.4.3 电极的下放 如果一台电炉的电极直径为1000mm,冶炼 硅75,昼夜产量为27t,则每相电极一昼夜应下放 长度为: h=4PQ/3 ∏D2 ρ =4 ? 27?58 ? 1000? 1000/3?3.14 ?10002 ? 1.5 =443mm 2.1.4.3 电极的下放 每相电极一昼夜应下放450mm,如采用顶紧 式把持器,每昼夜下放3次,每次下放长度约为 150mm。实践经验证明,电极每次下放量不应超 过铜瓦长度的1/4,每次下放长度不大于200mm。 2.1.4.3 电极的下放 下放电极应注意以下事项: ① 铜瓦下端距料面200~300mm时、才可以下放电极,以防产生电 极下陷现象。 ② 为了保持电极正常的烧结过程,一般情况下,每相电极下放的时 间间隔不少于8h,不大于24h。 ③ 将铜瓦、水圈上挂的灰清理干净。 ④ 降低该相电极负荷。 ⑤ 按规定的操作顺序和安全规程下放电极。 ⑥ 下放电极时,如发现流糊或有软断的可能时,应立即停电,同时 坐回电极(即将铜瓦退回原位置),并拧紧铜瓦。 ⑦ 下放电极时,如发现电极烧结不良,应坐回电极或缓慢提升负荷。 ⑧ 电极下放之后,要存细观察,以防发生电极事故。 2.1.4.3 电极的下放 电极下放一般在出铁后进行,以免由于电极的上下移 动而破坏炉内正常的熔炼过程和出铁出渣。下放电极时, 应降低该相电极负荷,其原因如下: ① 已装入电极壳内的电极糊,在铜瓦的上半部分仍未烧结好;电导 率不均匀。如果下放电极时不降低负荷,下放时电极突然向下移 动,电流剧增,这时电极壳的导电性仍比电极糊的导电性强,大 量电流沿电极壳通过,容易击穿电极壳,而使电极产生流糊或软 断。 ② 下放电极降低负荷可减少或防止在铜瓦部位发生打弧现象。 ③ 下放电极时电流突然增大,如不降低负荷,容易引起“跳闸”。 2.1.4.3 电极的下放 下放电极的操作一般情况下是正常的,但有时下放电 极工作不顺利,影响冶炼的正常进行,电极放不下来, 往往有以下几种原因: ① 电极壳焊接质量较差。电极壳接长时没有对准中心线,角度相差 较大,或者从电极壳焊缝处流出较多的电极糊与铜瓦烧结,或电 极壳几何形状不合要求,均易使电极被卡住。 ② 压放式的操作顺序搞错,或油压缸压力不足。 ③ 电极过早烧结,电极在铜瓦的上端失去可塑性,将电极卡住。 ④ 电极壳内糊柱高度过低,自重过小,电极不易下来。 ⑤ 采用不合理的下放电极操作,多次顶电极,使电极壳变形。 2.1.5 自焙电极常见事故及其处理 电极事故会引起停电或降低负荷,造成炉况 恶化,而炉况又反作用子电极,使电极焙烧不良, 造成折断电极等恶性电极事故,而且兰相电极之 间也往往会互相影响,其结果往往会形成恶性循 环,使技术经济指标全面降低。 自焙电极很少断裂,但也会因操作不当或某 种原因产生事故。常见的事故有:过早烧结、电 极糊悬糊、漏糊、软断和硬断。 2.1.5.1 过早烧结 过早烧结是指在电极下沿300mm以上,甚至在铜瓦 上沿以上就已烧结变硬。过早烧结的电极会使铜瓦夹不 紧,造成打弧,烧坏铜瓦。产生过早烧结的原因有: ① 铜瓦冷却强度不够; ② 铜瓦与电极接触不良,接触电阻增大,造成局部过热甚至打弧, 使局部电极糊烧结加快; ③ 因冶炼原因造成电极下插困难,长时间没有下放电极; ④ 炉料透气性不好,刺火严重而频繁,使电极周围热量过分集中。 ⑤ 解决的办法有:降低该相电极负荷、加强电极冷却。 2.1.5.2 电极糊悬料 电极糊悬料是由于电极糊块大,电极糊悬在电极壳内, 使糊柱内出现较大空间。 产生的原因有:糊柱上部温度低,使电极糊不能熔化 下沉,电极糊块大或夹在两筋片之间而绷住。电极糊悬料 多发生在冬季和新开炉期间,并多见于封闭电炉或糊柱太 高的情况。此时要及时处理,否则会烧坏铜瓦、电极壳, 出现电极脱落。 悬料状态可靠测量糊柱高度来判断,当出现悬料时可 用以下方法解决: ① 用木棒敲击电极,促使悬料下落; ② 在电极铜瓦上沿用火焰烘烤,并关小铜瓦冷却水; ③ 对敞口炉可停止送风,使其熔化下落; ④ 用重锤从电极壳内砸落悬料; ⑤ 对封闭炉,必要时可停电,割开悬料处的电极壳,捅落悬料或加 温使其熔化下落,再焊上切下部分的电极壳。 2.1.5.3 漏糊 液态电极糊从电极壳损坏处流出,称为漏糊。 产生的原因有: ① 电极烧结不好,电流过大,电极壳局部熔化; ② 电极壳焊接质量不好,焊缝裂开; ③ 铜瓦与电极壳局部接触不好,产生电弧烧坏电极壳; ④ 下放电极时未降低负荷,或电极下放过多,或电极下 滑超过了允许下放长度,使电极壳承受过量负荷而被 烧穿; ⑤ 铜瓦缺陷,如边缘锐利或有毛刺,下放电极时划破电 极壳。 2.1.5.3 漏糊 处理:漏糊多发生在下放电极不久,此时应 立即停电,并开大风量,找出漏糊部位。当漏糊 孔洞不大和流糊不多时,可用石棉绳、水泥等物 堵塞住孔洞,并将孔洞压在铜瓦内,然后送电并 慢慢升温;如孔洞过大无法堵塞时,待糊流尽后, 将孔洞用铁皮补焊好,并尽量压在铜瓦内,随后 补加电极糊,用木柴或通电重新焙烧电极。 2.1.5.4 软断 电极在未烧好的部位发生断裂,称为软断。产生的原因有: ① 下放电极时、电极烧结得不牢固尤其是电极壳表面有油时,下放电极后 不久,电 ② 极下滑而产生软断;或下放电极时两侧钢带同时松开,电极下滑引起软 断。 ③ 在下放电极时未降低该相电极负荷,或降低得不够,以及上升负荷过急, 也易引起电极软断。 ④ 电极下放超过规定的长度或电极下放的次数较多,相隔时间短,把未烧 好的部位放下,产生电极软断。 ⑤ 新开炉时,温度较低,电极烧结得较慢,下放电极后易便电极软断。所 以,新开炉下放电极之前,要仔细检查电极烧结的情况,最好是达到正 常负荷8h后,开始下放电极。 ⑥ 电极糊中的挥发物含量过多,使电极不能正常烧结,以致下放电极后产 生软断。 ⑦ 电极壳焊接质量较差,焊口也会产生软断。 ⑧ 电极产生硬断或流糊事故后,易产生电极软断。 2.1.5.5 硬断 正常工作的电极在已烧结好部位发生折断、称为硬断。产生的原因有: (1)电极糊质量不好,如电极糊配方不当,灰分过高,挥发分过少,黏结力不够; (2) 存 储 保 管 不 好 或 电 极 筒 未 加 盖 , 杂 质 落 入 电 极 糊 内 : 降 低 了 电 极 强 度; 、 (3)铜瓦冷却强度不够或电极冷却风量过小,造成电极糊熔化快,碳素颗粒分层,影响电极烧结后 的强度; (4)炉况波动,电流波动,使电极大升大降频繁,导致产生裂缝而折断; (5)旋转电炉的旋转速度过快; (6)停电频繁,且每次停电时间过久,停电后负荷上升太快,电极在停电后又未采取保温措施,致 使电极因急冷急热而产生内应力;或者电极的材质不好;抗热震性差,停炉后电极上下冷却速度 不同而产生应力,使电极产生裂纹所致。 发生硬断后应立即停电,及时处理。如果断头较长,应取出断头, 根据电极烧结情况和铜瓦下面电极长度,适当下放电极,然后采用死 相焙烧的方法处理。 2.1.6 电极的消耗 降低电极消耗是项有意义的工作。生产中影 响电极的因素是多方面的,如电极种类和质量、 电极电流密度的大小、熔炼的品种、冶炼工艺和 操作水平等。随着单位电耗的增加,电极消耗也 在增加。 2.2 电炉炉衬 铁合金冶炼过程是一个高温物理化学过程,铁合金电 炉的炉体构造必须充分满足冶炼的特殊需要。铁合金电炉 的炉体是由一定厚度的锅炉钢板制造的炉壳和炉衬构成。 其炉壳大部分采用圆柱形,少数采用圆锥型。圆柱形炉壳 散热面积小,强度大,加工容易,利于节能。对炉壳要求 有足够的强度,能承受炉衬受热后剧烈膨胀而产生的热应 力。炉壳要有一定厚度,一般大炉子为16-25mm的锅炉钢 板,小炉子为10mm左右的钢板。为提高炉壳强度,除沿 钢板纵向做成立筋加固外,还要有2-3个水平加固圈,出 铁口流槽也用钢板或铸钢制成。 2.2 电炉炉衬 炉衬是炉体更为重要的部分,因为在使用过程种要 承受高温,虽然有些炉衬有炉料、渣壳等与高温电弧相隔, 但炉衬仍要承受1400-1800°C 的高温;炉衬还要承受炉 料、高温炉气和熔融铁水的机械冲刷,受炉渣的物理化学 侵蚀,因而易被熔化、软化、熔蚀甚至崩裂。炉衬的损坏 会直接影响到冶炼过程的正常进行、另外,绝热性能不好, 也会使炉壳散热增加,电能消耗增大。因此,必须合理设 计电炉内形尺寸,选择优良的砌炉材料,精心砌筑和烘炉, 冶炼中重视炉衬维修,才能获得高的炉衬寿命。 2.2.1 耐火材料的种类、要求及其选 择 2.2.1.1 种类 (1) 耐火材料 有硅砖、黏土砖、炭砖、碳化硅砖、 高铝砖、铬镁砖、镁碳砖、石英制品、电极糊、 生熟黏土粉、耐火土等。 (2) 隔热材料。有石棉板、石棉绳、硅藻土、石棉 毡、黏土粒、矿渣棉、泡沫黏土砖等。 2. 2.1.2 对筑炉材料的要求 ? 应具有高的耐火度,高温时形状、体积不应有较 大变化; ? 具有一定的强度(特别是高温强度),耐火砖外 形符合标准要求; ? 具有很高的抗热震性,温度急变时不致损坏抗渣 性好,高温下化学稳定性好,有较好的高温抗氧 化性; ? 体积膨胀系数小; ? 各种耐火材料应保持清洁,不得有灰尘,泥土等 杂物。 2.2.1.3 耐火材料的选择 ? 粘土质耐火材料:能抗酸性渣,抗热震性好,有良好的保温能力及一 定的绝缘性,但耐火度较低,不宜在高温下使用。多砌筑在矿热炉暴 露部分炉衬、炉底及炭砖外居,可起保温、绝缘作用;可砌铁水包内 衬。 ? 高铝砖:以Al2O3为主要成分,其耐火度高,能抵抗酸性渣和碱性渣 的侵蚀,抗热震性好。我国高铝矾土资源丰富,其制品性能远比黏土 砖好,是极有前途的耐火材料。在铁合金生产中用于砌筑出铁口的衬 砖和铁水包内衬,以及精炼炉炉顶、高炉炉身和炉缸。 ? 镁质耐火材料:一般含MgO 80%-85%以上,常用的有镁砂、镁砖、 镁铝砖、镁硅砖等。其耐火度通常在2000℃以上,对碱性渣有极好的 抗侵蚀能力,导热系数和高温下的导电系数较大,荷重软化点较低, 抗热震性差,高温下会因水或水蒸气的作用发生粉化。铁合金生产中 用于砌筑精炼炉衬,铬铁和中低碳锰铁的铁水包等。为克服其抗热震 性差的缺点,国外采用耐崩裂的铬镁砖来砌炉顶。我国用铬精矿粉作 为镁砖砌缝填料使用,效果较好。烧结镁石制成的镁砂是打结炉底和 堵出铁口的原料。 2.2.1.3 耐火材料的选择 ? 碳耐火材料:以碳或碳化物为基本组成物所组成的中性耐火材料,包 括炭砖和碳化硅制品:炭砖优点很多;耐火度高,只要不氧化很难熔 损;抗热震性好;抗压强度高,耐磨性好;热膨胀系数小,导电、导 热系数大;抗渣性特别好。其缺点是:高温下与空气等氧化性气体或 水汽等接触时,极易氧化,500℃开始氧化,温度升高氧化极快。碳 还容易被某些易与碳形成结合力强的碳化物的元素侵蚀。碳衬炉体的 绝缘性相对较差。 炭砖原料易得,制作方便,加上其性能上的优点,使炭砖应用越 来越广泛,绝大多数矿热炉和几乎所有的粗炼合金品种,除对碳有严 格要求者外,都采用炭砖作为内衬,高炉风口以下的炉缸、出铁槽也 主要采用炭砖砌筑。 2.2.1.3 耐火材料的选择 压型后不经焙烧的炭块称为自焙炭块,可代 替炭砖用于砌筑炉衬,在电炉烘炉期间可随炉温 的逐渐提高而烧成,现已被部分铁合金厂家使用, 特别是在大型电炉应用更普及。 为了改善炉衬的综合性能,降低炉衬的造价, 通常按照炉膛各部位的工作条件选用不同材质的 耐火材料。铁合金炉外精炼所用的反应器如摇包、 热兑铁水包、铁水包所采用的耐火材料有镁砖、 镁碳砖、黏土砖、打结料等。 2.2.2 炉衬的砌筑 炉衬砌筑的基本要求是减少炉衬缝隙,提高其整体性 和结构强度。砌筑电炉还应注意以下几项: ① 筑炉用的耐火材料和隔热材料,特别是镁质材料要防止受潮; ② 筑炉耐火砖所用的耐火泥的耐火度和成分应与所用砖的耐火度和 成分相同或相近; ③ 耐火砌体应错缝砌筑,砖缝应以泥浆填满,干砌时应以干耐火粉 填满砖缝; ④ 砌砖时宜用木槌找正找平,要避免耐火砖在搬运和砌筑过程中局 部损坏; ⑤ 砌筑现场保持清洁,严防杂物混入。 2.2.2.1 炉衬砌筑 铁合金电炉的炉衬很厚,尤其是炉底,目的是使炉体有较好的热 震性,这样可使冶炼过程正常进行。由于炉底厚,不但耐侵蚀,而且 当电炉检测热停后再送电时,也利于恢复炉况。使之正常冶炼。 炉衬紧靠钢板处用绝热性能最好的材料,如用石棉板、石棉灰或耐 火绝热黏土等做绝热层,厚度为10-25mm。接着为厚40-100mm的缓冲 层(弹性层),是用水渣、炉渣散料组成的,此层要求有一定的可压 缩性,以满足炉衬热膨胀的需要,避免热膨胀力直接传递给炉壳,产 生炉壳炸裂,它也是一段空气隔热层,可起至一定绝热作用。再里面 是耐火黏土砖,即低温耐火材料层,也有一定绝热性和抗氧化性,以 保护内层不被氧化。内层是耐火度较高的炭砖层,即工作层,有些品 种的冶炼炉工作层采用镁砖、硅砖等。炉子出铁口部分的砌筑要特别 注意,严防空气进入。出铁口附近一段不留缓冲层,且要用整体炭砖 加工而成,出铁口流槽与炉内炭砖要衔接严密,以免漏铁水或造成炭 砖氧化。 2.2.2.2金属炉衬的形成 在特定的工作条件下,一些铁合金电炉采用金属炉衬作为工作层。金属 衬得以正常工作的前提有两点:金属有足够高的熔点,冷却强度足够大以维 持金属在凝固状态。钨铁电炉是典型的金属衬电炉,在钨铁金属熔池内,钨 铁含量大于70%的合金其熔点高于2400℃,超过绝大多数耐火材料的耐火度, 采用凝固的金属炉衬最为可靠。高碳铬铁电炉炉底的工作层也是金属衬。 钨铁金属炉衬是在砌炉和开炉过程中形成的。在砌筑好的耐火材料上, 用适当粒度的钨铁与焦油打结炉衬,在开炉升温过程中,金属衬烧结成整体, 具备工作条件。 高碳铬铁电炉炉底存在凝固金属层。高碳铬铁电炉的金属炉衬是在产过 程中形成的。由于金属熔体与凝固金属温差不大,金属衬处在动态平衡之中。 为了维护电炉正常工作,炉底凝固金属层最小厚度不能小于0. 5m。 2.2.3 铁合金电炉烘炉、开炉、停炉 和洗炉 电炉炉体砌成后,在投产前要烘炉,并储蓄 必备热量。通过烘炉,使炉衬水分和气体排除, 将电极烧结成型,保证在加料前炉膛和电极适合 冶炼要求。烘炉质量直接影响生产及炉衬寿命, 因此,应制定烘炉时间表,严格按烘炉表烘炉。 烘炉时间的长短,主要取决于烘炉方法、炉衬种 类、炉子大小及冶炼品种等。 2.2.3.1 烘炉 烘炉前首先检查各种设备及系统。 整个烘炉过程分两个阶段。第一阶段是柴烘、 油烘或焦烘,目的是焙烧电极,使其具有一定承 受电流的能力,并除掉炉衬内的气体、水分。第 二阶段是用电烘,目的是进一步焙烧电极,烘干 炉衬,并使炉衬达到一定的温度,满足冶炼要求。 2.2.3.1 烘炉 第一阶段烘烤好的电极标志是:电极壳表面 呈灰白色,暗而不红或微红;电极冒少量烟;用 尖头钢钎刺探时,稍有软的感觉、富有弹性,戳 穿后无电极糊外流。如果电极壳表面发黑;电极 冒浓烟;用钢钎刺探时软而无弹性,戳穿后有电 极糊流出,这说明电极还未烘烤好,应延长烘烤 时间。 2.2.3.2 开炉 炉体在冶炼前虽经烘炉预熟,但其温度与正常冶炼温度相比仍较低,因 此,开炉时通常都先冶炼硅45 为继续提高并保持炉底温度,开始加料时料面 要缓慢上升,并于一周内保持在较低料面操作:由于炉温较低,在出铁前这 段时间内所加人的料批中,钢屑配量应较正常料批低20%-30%。 加料前先将烘炉焦炭灰烬清除,堵好出铁口。开始加料的料批组成大致 是:硅石200kg,焦炭100-110kg,钢屑70 - 80kg。开始加料应将电弧埋住, 而后小批缓慢加入。经6-8h出第一炉铁。在此期间可根据炉况适当调整焦炭 加入量。根据炉前铁样分析,可往包内加钢屑调整成分,并按第一炉实际成 分和炉况,调整批料中的钢屑和焦炭加人量。 2.2.3.3 停炉和送电 停炉分热停炉和长期停炉。在连续生产的电炉上,由 于定期检修或临时故障等原因需要停炉,称热停炉。热停 时间应尽量短,以减少热损失,以使送电后尽快恢复。热 停炉时,要保证电极工作端长度,保护电极(主要是电极 保温),避免电极事故。由于热停时间长短不等,采取的 方法也不同。 停电小于3h的可直接送电。大于3h时,可先用小负荷 给电,逐渐加大电流,经2-4h后达到额定功率。 2.2.3.3 停炉和送电 长期停炉有两种情况,一种是计划长期停炉, 在这种情况下,一般都经洗炉后才停炉;另一种 是因某种原因被迫长期停炉,这种情况下,通常 都来不及洗炉就停炉了,因此,开炉前必须挖炉, 尽量减少炉内积存料并使电极能上下活动。 2.2.3.4 洗炉 洗炉的目的是要长期停炉,如大修时要洗炉, 有时炉底上涨特别严重时也要洗炉。洗炉方法是 加入一定的造渣剂,形成低熔点、流动性好的炉 渣,将炉内半熔炉料、黏稠炉渣等排出炉外。洗 炉时可加人石灰、石灰石、铁矿石、铁鳞、萤石 等材料,一般在放渣前加人萤石,加入量为石灰 量的10%。 洗炉前先降低料面,加强捣炉,将大块料推 向炉中心,尽量减少生料。当料面降到一定高度 时,加人洗炉料。为确保洗干净,可多洗几次, 即加一次洗炉料,放一次渣,至合格为止。 2.2.3.4 洗炉 洗炉时要保证电极有一定长度,因洗炉时电极消耗量 大,炉口温度高,容易烧坏铜瓦和电极设备,应防止设备 烧坏漏水和发生爆炸事故。洗炉时渣量较多,一要特别加 强炉前工作,保持炉前场地于燥无水,附近不堆放易燃物, 由于炉墙受到大量流动性良好的炉渣的侵蚀与冲刷,容易 产生跑眼和出铁口烧穿事故,应予以注意。要准备好盛渣 罐,要堵好出铁口,防止跑眼和烧穿炉衬等。


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