[發明專利]用于大型鈦渣電爐的自焙電極及其生產工藝

有效

• 申請號: 200810302762.1
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號: CN101325828A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 周家琮;孟長春;張勇;王亞夫;張連和;黃北衛;秦興華;黃興建;馬勇;吳相權;劉峰;符凱軍;陳永明;何查克
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團鈦業有限責任公司
• 主分類號: H05B7/09
• 分類號: H05B7/09
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所
• 代理人: 劉世平

技術領域

本發明涉及電爐冶金領域，具體涉及一種用于大型鈦渣電爐的自焙電極的生產工藝。

背景技術

電爐冶煉時，從爐子變壓器輸出的電流，經過短網、銅瓦等大電爐導電系統，最后通過電極進入爐內熔池，產生電弧熱和電阻熱。電極是電能轉換熱能的終端，是電爐的“心臟”。電極分為碳素電極、石墨電極和自焙電極。其中自焙電極價格低，在冶煉電爐上使用自焙電極可以大幅度降低生產成本，因此使用比較普遍。

如圖1，現有自焙電極的生產過程為：將電極糊加入電極殼1，使電極糊上下堆積在電極殼1內，然后通過導電元件3向電極殼1通電，電流從電極殼1經過并傳遞部分電流至電極糊，使電極糊內產生電阻熱，電極糊利用本身通過電流產生的電阻熱和電極殼通過電流發熱以及爐膛內的熱能進行焙燒，使電極糊發生一系列的軟化、揮發分逸出、燒結而最終形成導電性好的自焙電極。

由于電極糊所產生的電阻熱由下至上傳導使電極糊下端的溫度始終高于電極糊上端的溫度，因此電極糊下端先于電極糊上端形成自焙電極。在電極糊的焙燒過程中電極糊通過壓放裝置2不斷向下移動，從底環4出來的部分即為最終成型后的自焙電極。底環4以下的部分稱為電極工作端5。電極工作端5在使用過程中不斷消耗。為了維持電極工作端5的高度，保證自焙電極的正常使用，必須不斷對電極糊進行補充。底環4以上部分為電極糊柱，電極糊柱下端在電極糊柱的整體壓力和高溫下逐漸轉變為自焙電極并通過壓放不斷從底環4壓出成為電極工作端5；電極糊柱的上端又不斷的補入電極糊，因此電極糊柱的高度始終處于動態平衡狀態。電極糊柱高度直接影響電極糊柱下端電極糊所受到的壓力，對焙制處的自焙電極性能產生影響。現有用于大型電爐的自焙電極生產時將電極糊柱高度控制在2.5～3.5mm。因為如果電極糊柱高度過高，焙制出的自焙電極的體積密度高，但容易形成懸糊；如果電極糊柱高度過低，焙制出的自焙電極的體積密度低，以至容易掉塊、斷頭等，同時還容易形成稀糊。

電極糊由無煙煤、冶金焦或石油焦做骨料，適當配加石墨碎，用煤瀝青或配加煤焦油作粘結劑充分混勻制成。電極糊中的揮發分是指電極糊中易揮發的物質，焙燒時揮發分會逐漸揮發。目前，焙制用于大型電爐的自焙電極時通常將電極糊中揮發分的重量百分比控制在12.0％～15.5％。因為如果揮發分含量過高，則電極焙燒速度快，電極疏松、體積密度低，強度低；如果揮發分過低，則電極焙燒速度慢，焙燒速度跟不上消耗，影響自焙電極的性能。

大型電爐是指額定功率≥10000KVA的電爐。現有用于大型電爐的自焙電極其直徑可達到1000mm以上，體積密度為1.38g/cm³～1.42g/cm³。該自焙電極的抗折強度為4.5Mpa左右，耐壓強度為15Mpa左右。該自焙電極主要用在大型鐵合金電爐上，而在大型鈦渣電爐上未采用該自焙電極，原因是：鈦渣冶煉整體生產技術落后，大型鈦渣電爐冶煉鈦渣的工藝是間斷冶煉，爐況波動大，電極升降頻繁，對電極工作端高度要求高，因此要求焙制出的電極具有較高的機械性能，以滿足大型鈦渣間斷式冶煉工藝的惡劣工況條件。在大型鈦渣電爐上，如果按照現有焙制電極的方法，焙制出的自焙電極機械性能較低，無法適應大型鈦渣電爐冶煉工況條件，容易發生開裂、掉塊、硬斷等重大事故，導致生產無法順利進行。而目前常規的提高自焙電極機械性能的方法是增大自焙電極的直徑，但增大自焙電極的直徑必須在適度的范圍內進行，否則反而會由于自焙電極重量的增加導致電極糊柱的軟斷。因此通過增大自焙電極的直徑只能輕微的提高自焙電極的機械性能，還未能達到滿足大型鈦渣間斷式冶煉工藝的惡劣工況條件的標準。因此，在目前的大型鈦渣電爐中，均采用的是石墨電極來進行冶煉。

發明內容

本發明所解決的技術問題是：提供一種用于大型鈦渣電爐的自焙電極的生產工藝，通過該工藝能夠機械性能高的自焙電極。

解決上述技術問題的技術方案是：用于大型鈦渣電爐的自焙電極的生產工藝，將加入電極殼內的電極糊進行焙燒形成直徑為800mm～1200mm，體積密度為1.45g/cm³～1.5g/cm³的自焙電極，其中，將電極糊中揮發分的重量百分比控制在12.5％～15％，將電極糊柱高度控制在4m～4.5m；按20mm～30mm/h的平均速度壓放使電極工作端的高度保持在1.8m～2.5m；按40kg～50kg/h的平均速度向電極殼內加入電極糊；向電極殼內加入電極糊的平均速度與壓放的平均速度的比值為1.5～1.7。