CN101325828B

CN101325828B - 用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺

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Publication number: CN101325828B
Application number: CN2008103027621A
Authority: CN
Inventors: 周家琮; 孟长春; 张勇; 王亚夫; 张连和; 黄北卫; 秦兴华; 黄兴建; 马勇; 吴相权; 刘峰; 符凯军; 陈永明; 何查克
Original assignee: Titanium Industry Co Ltd of Pangang Group
Current assignee: Titanium Industry Co Ltd of Pangang Group
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2028-07-16
Also published as: CN101325828A

Abstract

本发明公开了电炉冶金领域中一种用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，通过该工艺能够焙制机械性能高的自焙电极。该工艺是将加入电极壳内的电极糊进行焙烧形成直径为800mm～1200mm，体积密度为1.45g/cm³～1.5g/cm³的自焙电极，该大型钛渣电炉是指额定功率≥10000KVA的电炉，其中，将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.5％～15％，将电极糊柱高度控制在4m～4.5m；按20mm～30mm/h的平均速度压放使电极工作端的高度保持在1.8m～2.5m；按40kg～50kg/h的平均速度向电极壳内加入电极糊；向电极壳内加入电极糊的平均速度与压放的平均速度的比值为1.5～1.7。采用上述工艺可以焙制出机械性能高，可适应大型钛渣电炉冶炼工况条件的自焙电极。

Description

用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺

技术领域

本发明涉及电炉冶金领域，具体涉及一种用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺。

背景技术

电炉冶炼时，从炉子变压器输出的电流，经过短网、铜瓦等大电炉导电系统，最后通过电极进入炉内熔池，产生电弧热和电阻热。电极是电能转换热能的终端，是电炉的“心脏”。电极分为碳素电极、石墨电极和自焙电极。其中自焙电极价格低，在冶炼电炉上使用自焙电极可以大幅度降低生产成本，因此使用比较普遍。

如图1，现有自焙电极的生产过程为：将电极糊加入电极壳1，使电极糊上下堆积在电极壳1内，然后通过导电元件3向电极壳1通电，电流从电极壳1经过并传递部分电流至电极糊，使电极糊内产生电阻热，电极糊利用本身通过电流产生的电阻热和电极壳通过电流发热以及炉膛内的热能进行焙烧，使电极糊发生一系列的软化、挥发分逸出、烧结而最终形成导电性好的自焙电极。

由于电极糊所产生的电阻热由下至上传导使电极糊下端的温度始终高于电极糊上端的温度，因此电极糊下端先于电极糊上端形成自焙电极。在电极糊的焙烧过程中电极糊通过压放装置2不断向下移动，从底环4出来的部分即为最终成型后的自焙电极。底环4以下的部分称为电极工作端5。电极工作端5在使用过程中不断消耗。为了维持电极工作端5的高度，保证自焙电极的正常使用，必须不断对电极糊进行补充。底环4以上部分为电极糊柱，电极糊柱下端在电极糊柱的整体压力和高温下逐渐转变为自焙电极并通过压放不断从底环4压出成为电极工作端5；电极糊柱的上端又不断的补入电极糊，因此电极糊柱的高度始终处于动态平衡状态。电极糊柱高度直接影响电极糊柱下端电极糊所受到的压力，对焙制处的自焙电极性能产生影响。现有用于大型电炉的自焙电极生产时将电极糊柱高度控制在2.5～3.5mm。因为如果电极糊柱高度过高，焙制出的自焙电极的体积密度高，但容易形成悬糊；如果电极糊柱高度过低，焙制出的自焙电极的体积密度低，以至容易掉块、断头等，同时还容易形成稀糊。

电极糊由无烟煤、冶金焦或石油焦做骨料，适当配加石墨碎，用煤沥青或配加煤焦油作粘结剂充分混匀制成。电极糊中的挥发分是指电极糊中易挥发的物质，焙烧时挥发分会逐渐挥发。目前，焙制用于大型电炉的自焙电极时通常将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.0％～15.5％。因为如果挥发分含量过高，则电极焙烧速度快，电极疏松、体积密度低，强度低；如果挥发分过低，则电极焙烧速度慢，焙烧速度跟不上消耗，影响自焙电极的性能。

大型电炉是指额定功率≥10000KVA的电炉。现有用于大型电炉的自焙电极其直径可达到1000mm以上，体积密度为1.38g/cm³～1.42g/cm³。该自焙电极的抗折强度为4.5Mpa左右，耐压强度为15Mpa左右。该自焙电极主要用在大型铁合金电炉上，而在大型钛渣电炉上未采用该自焙电极，原因是：钛渣冶炼整体生产技术落后，大型钛渣电炉冶炼钛渣的工艺是间断冶炼，炉况波动大，电极升降频繁，对电极工作端高度要求高，因此要求焙制出的电极具有较高的机械性能，以满足大型钛渣间断式冶炼工艺的恶劣工况条件。在大型钛渣电炉上，如果按照现有焙制电极的方法，焙制出的自焙电极机械性能较低，无法适应大型钛渣电炉冶炼工况条件，容易发生开裂、掉块、硬断等重大事故，导致生产无法顺利进行。而目前常规的提高自焙电极机械性能的方法是增大自焙电极的直径，但增大自焙电极的直径必须在适度的范围内进行，否则反而会由于自焙电极重量的增加导致电极糊柱的软断。因此通过增大自焙电极的直径只能轻微的提高自焙电极的机械性能，还未能达到满足大型钛渣间断式冶炼工艺的恶劣工况条件的标准。因此，在目前的大型钛渣电炉中，均采用的是石墨电极来进行冶炼。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：提供一种用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，通过该工艺能够机械性能高的自焙电极。

解决上述技术问题的技术方案是：用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，将加入电极壳内的电极糊进行焙烧形成直径为800mm～1200mm，体积密度为1.45g/cm³～1.5g/cm³的自焙电极，其中，将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.5％～15％，将电极糊柱高度控制在4m～4.5m；按20mm～30mm/h的平均速度压放使电极工作端的高度保持在1.8m～2.5m；按40kg～50kg/h的平均速度向电极壳内加入电极糊；向电极壳内加入电极糊的平均速度与压放的平均速度的比值为1.5～1.7。

本发明的有益效果是：本发明的用于大型钛渣电炉的自焙电极的直径为800mm～1200mm，体积密度为1.45g/cm³～1.5g/cm³，使该自焙电极的抗折强度＞5.5Mpa，耐压强度＞19Mpa，机械性能能够适应大型钛渣电炉冶炼工况条件。采用本发明的用于大型电炉的自焙电极的生产工艺，将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.5％～15％，将电极糊柱高度控制在4m～4.5m，能够焙制出机械性能高、可适应大型钛渣电炉冶炼工况条件的自焙电极，使大型钛渣电炉能够采用自焙电极进行冶炼，大幅度降低电炉的生产成本，并且在焙制过程中不会形成悬糊，电极焙烧速度较快。

附图说明

图1为焙制自焙电极的工作示意图。

图中标记为：电极壳1，压放装置2，导电元件3，底环4，电极工作端5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明的用于大型钛渣电炉的自焙电极，采用电极糊焙烧而成，该自焙电极的直径为800mm～1200mm，体积密度为1.45g/cm³～1.5g/cm³。本发明的用于大型钛渣电炉的自焙电极其体积密度为1.45g/cm³～1.5g/cm³，使自焙电极的抗折强度＞5.5Mpa，耐压强度＞19Mpa。这样，自焙电极的机械性能就能够适应大型钛渣电炉冶炼工况条件。

如图1，为了更好的使自焙电极满足大型钛渣电炉冶炼工况条件，保证自焙电极有足够长的工作端来工作，自焙电极电极工作端5的高度为1.8m～2.5m。由于自焙电极的抗折强度＞5.5Mpa，耐压强度＞19Mpa，因此将自焙电极工作端5的高度设定为1.8m～2.5m后，仍可保证电极工作端5有足够的机械性能能够适应大型钛渣电炉冶炼工况条件。

本发明用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，将加入电极壳1内的电极糊进行焙烧形成自焙电极，将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.5％～15％，将电极糊柱高度控制在4m～4.5m。挥发分含量过高，电极焙烧时流动性过好，收缩大，体积密度低，机械强度低，在冶炼过程中容易发生断裂；挥发分含量过低，电极焙烧时流动性差，容易形成悬糊，导致电极分层，密度不均匀，容易形成裂纹及硬断。通过对不同挥发分的电极糊进行实验研究，将挥发分控制在12.5％～15％之间，自焙电极的情况更为稳定。将电极糊柱高度控制在4m～4.5m，是为了使焙制出的自焙电极具有较高的机械强度和较小的气孔率，而不是呈多孔的疏松状态。因此将电极糊柱高度控制在4m～4.5m，使整个烧结过程在一定的压强下进行。采用本发明的用于大型电炉的自焙电极的生产工艺，将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.5％～15％，将电极糊柱高度控制在4m～4.5m，能够焙制出机械性能高、可以可适应大型钛渣电炉冶炼工况条件的自焙电极，使大型钛渣电炉能够采用自焙电极进行冶炼，大幅度降低电炉的生产成本，并且在焙制过程中不会形成悬糊，电极焙烧速度较快。

为了保证电极的压放速度与加糊速度相匹配，按20mm～30mm/h的平均速度压放，按40kg～50kg/h的平均速度向电极壳1内加入电极糊。电极工作时要求焙烧速度与消耗速度相匹配，焙烧速度大于消耗速度，则电极出现过烧的情况；焙烧速度小于消耗速度，则电极会出现漏糊、软断等事故。按20mm～30mm/h的平均速度压放能使电极工作端5的高度保持在1.8m～2.5m；按40kg～50kg/h的平均速度向电极壳1内加入电极糊可保证焙制出的自焙电极达到较好的质量。

向电极壳1内加入电极糊的平均速度与压放的平均速度的比值最好控制在1.5～1.7，可以进一步保证电极的焙烧速度与消耗速度匹配，同时保证电极的糊柱高度不会发生异常。

Claims

1.用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，将加入电极壳(1)内的电极糊进行焙烧形成直径为800mm～1200mm，体积密度为1.45g/cm³～1.5g/cm³的自焙电极，该大型钛渣电炉是指额定功率≥10000KVA的电炉，其特征是：将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.5％～15％，将电极糊柱高度控制在4m～4.5m；按20mm～30mm/h的平均速度压放使电极工作端(5)的高度保持在1.8m～2.5m；按40kg～50kg/h的平均速度向电极壳(1)内加入电极糊；向电极壳(1)内加入电极糊的平均速度与压放的平均速度的比值为1.5～1.7。