石墨电极焙烧品,包括制造功率石墨电极,高功率石墨电极和普通功率石墨电极的炭素焙烧品。生产的石墨电极焙烧品的生产工艺为挤压成型,其质量优于YB-TO99-1977标准,其大特点是体积密度大,抗压强度高,电阴率低,易石墨化。石墨成品率高,在全国有较高的声誉。
焙烧:什么是煅烧?烘焙的目的是什么?
焙烧是压型后的生制品在加热炉内的保护介质中,在隔绝空气的条件下,按一定的升温速度进行加热的热处理过程。
焙烧的目的在于:主要研究结果如下:
(1)以煤沥青为粘结剂的产品经焙烧后挥发分的排放量约为10%。因此,焙烧产率一般低于90%。
(2) 结焦原料按一定的工艺条件焙烧,结合剂结焦,在集料颗粒间形成焦炭网络,使不同粒径的集料牢固连接在一起,使产品具有一定的理化性能。在相同条件下,焦烧率越高,产品质量越好。中温沥青的残余碳含量一般在50%左右.
(3)固定几何形式 生制品在焙烧过程中,发生软化,粘结剂迁移现象。随着温度的升高,形成焦化网,使制品僵化。因此,温度再升高,其形状也不改变。
(4)降低电阻率 在焙烧过程中,由于挥发分的排除,沥青焦化形成焦炭网格,沥青发生分解和聚合反应,生成大的六角炭环平面网等原因,电阻率大幅度下降。生制品电阻率大约10000×10-6Ω〃m,经过焙烧后降至40--50×10-6Ω〃m ,称为良导体。
(5)体积进一步收缩 焙烧后制品直径收缩1%左右,长度收缩2%左右,体积收缩为2-3%。
敞开式环式焙烧炉影响电极质量的因素:
1.炉体结构对电极质量的影响
由于敞开式环式焙烧炉与带盖炉相比,火道墙要厚很多,敞开式炉砖墙厚为113mm,而带盖炉的格子砖墙厚度仅为30mm,开始升温时敞开式炉耐火砖需要蓄热量大,温升慢;另外带盖炉的热烟气都是通过火井从炉底往上走,而敞开式炉有一半是从上向下。总之敞开式炉不利于阻止电极焙烧时黏结剂的迁移,易造成焙烧出来电极结构不均匀。
2.炉箱尺寸对电极质量的影响
3.火道砖的砖型对电极质量的影响
电极焙烧的温度制度:
1.选择测温点是要素
选择曲线运行控制测温点应选火道烟气温度敏感的点,但对于敞开式环式焙烧炉来说就是热烟气在火道内下去,再返上来的转弯的位置。也有人将热电偶插在紧靠火道个火孔外侧的料室中。依据选择的测温点来确定升温曲线。
2.制定曲线应注意几点
(1)根据产品在焙烧过程不同温度阶段的物理化学反应制定曲线。
(2)根据毛坯的种类和规格、成型方式制定曲线。
毛坯的直径愈大,其升温速度要慢些;大规格的挤压毛坯要比同规格振动毛坯要慢些;生坯体积密度高的要比体积密度低的慢一些;细颗粒结构的要比粗颗粒结构的慢一些;浸后产品升温速度可以快些。
(3)根据炉子的结构制定曲线。
每台炉子温度场分布的不同,炉室工作区的上下高度上、前后和左右都存在着温度差。这温差实际上在整个加热过程都在持续着,仅在恒温阶段才能逐渐缩小。制定曲线考虑炉子本身结构特点。
(4)根据填充料的种类和燃料种类特性制定曲线。
3.电极毛坯焙烧冷却也是温度制度中一个关键阶段
国外的焙烧曲线降温是曲线的一个组成部分,而我们国内的曲线大多都没有降温,只是要求出炉温度不能300℃。实际中往往做不到,毛坯出炉时温度达到600℃以上,电极心部温度还在700-800℃以上。因毛坯与外部介质之间存在温差,所以会同时出现不同值的体积变化和不同速度的收缩。这就会造成热应力的产生,此应力值与温差成正比。当产生的应力超过毛坯材料的断裂强度时,便会发生结构的局部破裂或整个毛坯断裂。有的毛坯高温出炉后检查时虽没有看到裂纹,但由于制品内部已有裂纹,在石墨化工序就会表现出来。因此焙烧工序的冷却重视。
应用领域:
(1)用于电弧炼钢炉;电炉炼钢是石墨电极的使用大户。我国电炉钢产量约占粗钢产量的18%左右,炼钢用石墨电极占石墨电极总用量的70%~80%。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内导入电流,利用电极端部和炉料之间引发电弧所产生的高温热源来进行冶炼。
(2)用于矿热电炉;矿热电炉主要用于生产工业硅和黄磷等,其特点是导电电极的下部埋在炉料中,在料层内形成电弧,并利用炉料自身的电阻所发出的热能来加热炉料,其中要求电流密度较高的矿热电炉需用石墨电极,例如每生产1t硅需消耗石墨电极约100kg,每生产1t黄磷需消耗石墨电极约40kg。
(3)用于电阻炉;生产石墨制品的石墨化炉、熔化玻璃的熔窑和生产碳化硅用的电炉等都属于电阻炉,炉内所装物料既是发热电阻又是被加热对象,通常,导电用的石墨电极嵌入电阻炉端部的炉头墙中,用于此处的石墨电极不连续消耗。
(4)用于制备异型石墨产品;石墨电极的毛坯还用于加工成各种坩埚、模具、舟皿和发热体等异型石墨产品。例如,在石英玻璃行业,每生产1t电熔管,需用石墨电极坯料10t;每生产1t石英砖,需消耗石墨电极坯料100kg。