电炉熔炼技术操作条件电极

电炉熔炼技术操作条件电极

大型电炉一般采用自焙电极，低于500kVA小型电炉也可以采用炭素电极或石墨电极。

一、电极壳

自焙电极的外壳用薄钢板焊接或轧制件铆接而成，外壳上钻有直径3～5mm的小孔以排除壳内挥发物（如用标准电极糊，可设一定数量排气孔；用密闭糊，则可不必开孔）。内设筋片若干片。

自焙电极壳的有关尺寸见表1。

自焙电极的筋片形式见图1。

表1 自焙电极壳尺寸，mm

图1 自焙电极的筋片形式图

云冶电极壳规格为：

（一）材料规格

钢板型号：P－3F普通钢板

化学成分，%：C－0.18；Si－0.2；Mn－0.41；P－0.025；S－0.033。

物理规格：2000×1000×1.5mm

（二）电极壳制作规格（mm）

为加强电极的抗拉强度，在电极壳中心焊接两根直径18的螺纹钢。

自焙电机外壳用钢的耗量，一般为电极糊耗量的5%。

二、电极糊

电极糊用无烟煤、焦炭、煤焦油和沥青制成。块状电极糊每块重约25～30kg，经破碎后装入电极壳内。其块度以能在相邻两筋片间自由落下为准，一般为20～40mm。国外有的工厂采用颚式破碎机破碎电极糊。

生产操作时，电极糊面高度即铜瓦上电极糊装料高度一般为0.5～1.5m。

电极糊要保持清洁，防止泥沙等杂物混入。不同厂的电极糊要分别堆存。

目前国内几家工厂产电极糊物理化学性质列于表2。

表2 国产电极糊物理化学性质数据表（一）

续表2 国产电极糊物理化学性质数据表（二）

在工作过程中，电极上部焙烧的部分逐渐下降，当接近高温带时，逐渐烧结。图2为前苏联北方镍公司矿热电炉的电极内电极糊在不同高度下的温度变化。

图2 自焙电极糊沿电极高度的温度变化

在区间Ⅰ内，温度为50～70℃，电极糊软化并与原先加入的电极糊表面牢固地粘结起来；

在区间Ⅱ内，即在铜瓦区，电极糊的温度从70℃升到300℃，电极糊粘结剂中的挥发物开始挥发；

在区间Ⅲ内，电极烧结，大量挥发物在400～540℃时挥发出来。在730℃时，电极糊内的挥发物全部挥发，烧结过程完结；

在区间Ⅳ内，电极以完成了进入工作状态的准备，其温度超过900℃。

不同温度下自焙电极，电极糊的物理性质列于表3。

表3 不同温度下自焙电极、电极糊的物理性质

三、电极钢带

云冶采用UR―63型炭素冷轧钢带和20号钢带。

其规格如下：

（一）元素含量，按部颁标准（％）： C－0.2～0.3；Si－0.17～ 0.37；P－0.04 ；S－0.04；Cr－0.25；Ni－0.25。

（二）抗拉强度：20号钢带为550～800MPa，伸长率小于2%。

（三）物理规格：3000×300×1.5mm。

四、电极的升降

中小型电炉电极升降采用卷扬驱动，大型电炉电极升降采用液压装置。一般直径为1100～1200mm的自焙电极重量达18～20t，需用35t卷扬机。电极升降速度可按表4选取。

表4 自焙电极的升降速度

电极下降速度一般比提升速度慢20～25%，以免电极下降时电流发生过大的波动。如果发生故障时能较快的提升电极。

大型电炉每次下放电极的长度不超过150～200mm，下放相隔时间一般不少于炉子全负荷工作6h，故每天的下放长度一般不超过400～600mm。下放操作时带电进行的，但一般要降低负荷40～60%，以免烧坏电极壳。下放完毕后10～

30min内逐渐恢复正常负荷。云冶每次下放不大于150mm，连续下放不超过400mm，下放时，每相电流不超过50A，降低负荷为原来的50%。

五、电极密封

电炉电炉熔炼时大量冷空气电极四周空隙漏入炉内，致使烟气量增大，烟气中S0

浓度降低。目前熔矿电炉电极密封方式较多，常用的有：

2

（一）采用靠近炉子侧壁的循环气体密电极。该法系利用从炉子排出的气体通过支管将气体通入电极周围的喷嘴，把溢出的气体压人炉中。图3为循环气体密封示意图。

图3 循环气体密封示意图

（二）折叠式密封装置该装置由三个直径递增的钢制上、中、下部密封圈组成，其相对间隙为30～50mm。每段密封圈高度为350mm左右，三段总长为1050mm，略大于或等于电极行程。整个密封圈用三根吊链沿周边成120°角固定于夹紧圆环上，它随电极上升而上升，随电极摆动而摆动。始终将电极与炉顶接触处的间隙密封。折叠式电极密封装置见图4。

图4 折叠式电极密封装置结构示意图

1－下吊环；2－下密封圈；3－中密封圈；4－上密封圈；5－上部吊环；

6－密封填料；7－吊链；8－炉顶；9－电极；10－夹紧圆环；

11－电极夹持器

（三）采用在电极周围用填料圈密封，或采用水冷密封圈密封电极孔。图5为固定式水套密封装置结构图。通过弹簧和油缸的作用使锥形环上升时，锥形环的斜面就对颚板产生足够的压力以保持与电极紧密接触。在锥形环上部用法兰和螺丝将密封材料（耐火砖）和玻璃丝布压紧，而密封水套和密封圈则固定在电炉炉顶上。当电极上下动作时，靠密封材料与密封水套及密封圈内表面的摩擦而保持良好密封。为了防止产生涡流而增加电能的损失，全部密封件都用不锈钢制作。

图5 固定式水套冷却电极密封装置

1－电极；2－导电颚板；3－压紧颚板的锥形环；4－密封材料；5－玻璃丝布；

6－密封水套；7－密封圈