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电炉炼钢石墨电极消耗的原因及相应的解决方法
发布时间:2020-11-08 16:54    文章作者:金沙js333

  电极消耗对炼钢总成本有直接的影响,因此开发新型电极,降低电极消耗已成为电炉炼钢的一个重要课题。

  电极侧面损耗是由于炉气中的氧与石墨作用生成一氧化碳或二氧化碳,其消耗量要占电极总消耗量的50~70%。侧面氧化速率与电极表面温度呈非线性关系,根据氧化速度不同分为低温氧化和高温氧化两种,400度以下为低温氧化,以上为高温氧化。高温氧化比低温氧化快得多,在温度超过400度时,氧化即能渗入石墨表面发生氧化,在温度超过550-600度时氧化加剧,且随电极温度升高,石墨氧化加快,此时石墨电极附近的氧浓度和石墨表面气流速度对电极氧化速率有明显的影响。

  北京志盛威华化工有限公司研发的ZS-1021耐高温石墨抗氧化涂料,可浸涂于石墨电极表面,在电极表面形成一层既能导电又耐高温抗氧化保护层,降低石墨电极氧化消耗,延长电极的使用寿命,降低吨钢的电极消耗。ZS-1021耐高温石墨抗氧化涂料采用志盛威华特制高温溶液,耐温为2600℃。可在常温下能固化,涂料中含有促进烧结的氧化物在高温下能形成玻璃网状结构,增强涂层气密性,以隔绝氧气及其它腐蚀气体的侵蚀,并且还能与基体有一定相互渗透,以增强与基体的附着力和抗热震性能。

  本次试验采用对比试验的方法,1#电极不做任何处理,2#电极采用浸涂ZS-1021石墨耐高温防氧化涂料,在相同试验和实际工作环境下,同时考察两组电极工作状态和防氧化性能变化。

  将试样台放在加热炉下的天平之上。把石墨电极试样放在试样台上,以5℃/min的升温速度到1400℃,每升温50℃记录一次试样的重量。由此计算试样在升温过程中的损耗率,测试结果如图2所示:

  a)未浸渍石墨电极在600℃开始出现氧化,石墨电极在800℃以上开始出现比较大的损耗。

  b)对电极进行ZS-1021石墨耐高温防氧化涂料浸涂处理后,在1100℃以下,石墨电极虽有损耗,但是保持较低的损耗率。

  c)对比未处理的石墨电极,浸涂过ZS-1021石墨耐高温防氧化涂料的石墨电极,在1400℃时,其外表面抗氧化能力提高,电极损耗率降低了60%,相应的电极使用寿命延长2~3倍。

  因此,浸涂ZS-1021石墨耐高温防氧化涂料可有效降低石墨电极的侧面氧化造成的损失。

  电极尖端损耗包括电极蒸发、钢水吸收、热剥落三个方面,其消耗量仅次于侧面氧化,占到25~40%。

  电极蒸发主要是由高强度电弧的辐射和对流引起的,电流和电极蒸发耗损量的关系为Q=0.027*I^(I*g),其中Q为电极尖端的蒸发速度,g/s,I为以KA为单位的电弧电流。此外,电极蒸发还与电极质量、表面温度、冶炼工艺有关。

  钢水吸收,石墨在钢水中很容易被熔化,因此,短弧作业和电极浸渍均会引起电极消耗的升高。

  电极热剥落,电极的热剥落与电极的导热性、热膨胀系数、弹性系数有密切关系。

  a) 电极要承受很大的电磁应力,此应力的方向和大小交替变化并引起电极夹持器的摆动和电极本身的振动,当机械应力、电磁力、电极内热应力之和大于电极本身强度时,就会导致电极断裂。

  目前降低电极损耗的措施有:采用空心电极、浸渍电极、涂层电极、石墨套圈水冷复合电极、电极表面水冷技术等。

  在电池中电极(electrode)一般指与电解质溶液发生氧化还原反应的位置。电极有正负之分,一般正极为阴极,获得电子,发生还原反应,负极则为阳极,失去电子发生氧化反应。电极可以是金属或非金属,只要能够与电解质溶液交换电子,即成为电极。提出电极理论的是法拉第,于1834年提出,电极主要应用于物理电学范围。

  普通功率石墨电极国家标准:标准名称石墨电极标准分类号Q51标准号YB/T 4088-2000索取号YB/T 4088-2000代替号YB/T 4088-1992实施时间2000/12/1 0:00:00发布时间2000/7/26 0:00:00采标情况页数7国际标准详情本标准规定了石墨电极的外形、尺寸及允许偏差、技术要求、试验方法、包装、标志、储存、运输和质量证明书。本标准适用于以优质石油焦、沥青焦等为主要原料,经成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而制成,供电弧炉作导电材料的普通功率石墨电极。普通功率石墨电极国标

  人的新陈代谢也像是氧化作用,亦即人体每天都在生锈,所产生的铁锈在医学里就叫自由基。自由基是一种带有未配对电子的粒子。因为带有单数电子,所以非常不稳定,具有高度的化学反应性,很容易和周遭的分子反应,使安定分子也变成自由基。如此一再重复,就会衍生大量的自由基。自由基非常活跃,非常不安分。就象我们人类社会中的不甘寂寞的单身汉一样,如果总也找不到理想的伴侣,可能就会成为社会不安定的因素。一般情况下,生命是离不开自由基活动的。我们的身体每时每刻都从里到外的运动,每一瞬间都在燃烧着能量,而负责传递能量的搬运工就是自由基。当这些帮助能量转换的自由基被封闭在细胞里不能乱跑乱窜时,它们对生命是无害的。但如果自由基的活动失去控制,超过一定的量,生命的正常秩序就会被破坏,疾病可能就会随之而来。所以说自由基是一把双刃剑。已知有许多疾病皆肇因于自由基作祟,如类风湿性关节炎、急性呼吸窘迫症候群、艾滋病以及牙周病等。自由基除会对细胞产生伤害外,最恶劣的伎俩在于能发动自由基连锁反应,进一步恶化、伤害体内组织。这种连锁反应相当惊人:正常的化学物质系由原子与分子构成且需携带二个成对电子来维持化学状态的安定;而自由基即是含有不成对电子的分子或原子,因此它极须抢夺其它分子或原子的电子凑对,才能安抚它的野性,保持安定。然而,如果自由基豪夺的对象是蛋白质、碳水化合物、醣类、脂肪等人体必须物质,则这些失去电子的营养成分,不仅因为遭氧化而面目全非,更会进一步利用其自由基的新身分,再去抢夺其它电子由此形成恶性循环的自由基连锁反应;人体的功能因此逐渐损伤败坏。

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