CN110430632A - 一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电炉冶金技术领域，具体公开了一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极，采用挥发份含量的重量百分比为9～12％的电极糊焙烧而成，将内径为690～710mm的电极筒固定在固定套内，使固定套内的铜瓦抱紧电极筒，电极筒通过把持系统固定在承重钢平台上；采用电极糊送料机构向电极筒内加入电极糊进行焙烧，电极糊柱的高度控制在300～500mm；电极筒内的电极糊在焙烧时，固定套内通入冷却水，形成直径为690～710mm，体积密度为1.3～1.5g/cm³的自焙电极。采用本发明中的技术方案制得了不悬糊不掉块的自焙电极，适宜于棕刚玉的冶炼，值得大力推广。

Description

一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极及其生产工艺

技术领域

本发明涉及电炉冶金技术领域，特别涉及一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极及其生产工艺。

背景技术

电炉冶炼时，从变压器输出的电流，经过短网、铜瓦等导电系统，最后通过电极进入炉内熔池，产生电弧热和电阻热，进而对金属进行冶炼。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。

现有自焙电极的生产过程通常为：将电极糊加入电极筒，使电极糊堆积在电极筒内，然后通过短网向铜瓦通电，电流从铜瓦经电极筒将电流传递至电极糊，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筒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、凝固而最终形成导电性好的自焙电极。

在电极糊的焙烧过程中电极糊通过压放装置不断向下移动，从固定套底部出来的部分即为最终成型后的自焙电极，又称为电极工作段，而位于电极工作段上部的部分则为电极糊柱，电极工作段在使用过程中不断消耗，为了维持电极工作段的长度，保证自焙电极的正常使用，必须不断向电极筒内补充电极糊。

自焙电极的生产通常要根据所要冶炼的产品和冶炼工况进行相应的调整，目前棕刚玉冶炼行业中使用自焙电极的较少，一大原因在于生产的自焙电极质量不合格，焙烧过程中出现悬糊、掉块等问题。

发明内容

本发明提供了一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极，以解决现有技术中生产的自焙电极质量不合格，焙烧过程中出现悬糊或掉块等问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极，采用电极糊焙烧而成，该自焙电极的直径为690～710mm，体积密度1.3～1.5g/cm³，电极糊的挥发份含量的重量百分比为10.0～11.8％。

本技术方案的技术原理和效果在于：

1、采用本方案中参数焙烧生产的自焙电极在焙制过程中较少出现悬糊和掉块的问题发生，自焙电极的质量好，适宜于棕刚玉的冶炼，值得大力推广。

2、本方案中焙烧的自焙电极直径适中(690～710mm)，由于自焙电极的直径过大会使得自焙电极的自重增大，从而导致电极糊柱产生软断，而直径过小则使得自焙电极的机械性能差，冶炼过程中容易发生断裂的问题，而发明人通过调试发现采用上述直径的自焙电极在冶炼过程中上述问题发生的概率极小。

3、本方案中焙烧的自焙电极体积密度适中(1.3～1.5g/cm³)，由于自焙电极的体积密度过高则会引起悬糊，过低则会使自焙电极掉块或断头，因此发明人通过调试发现制备上述体积密度的自焙电极不会发生这样的问题。

4、本方案中采用的电极糊的挥发份的重量百分比适中(10.0～11.8％)，由于自焙电极在焙烧时，电极糊中的挥发份重量百分比过高则使得电极的焙烧速度加快，使自焙电极疏松，强度低，而挥发份过低，则使得电极焙烧的速度慢，无法满足自焙电极的消耗，从而影响棕刚玉的冶炼，而本方案中的将挥发份的重量百分比控制到10.0～11.8％之间，即满足自焙电极的消耗，也能过满足自焙电极的强度。

进一步，所采用电极糊的挥发份的重量百分比为11.0～11.8％。

有益效果：进一步缩小范围，以获得质量更加的自焙电极。

一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1：将内径为690～710mm的电极筒固定在固定套内，使固定套内的铜瓦抱紧电极筒，电极筒通过把持系统固定在承重钢平台上；

步骤2：采用电极糊送料机构向电极筒内加入电极糊进行焙烧，电极糊柱的高度控制在300～500mm；

步骤3：电极筒内的电极糊在焙烧时，固定套内通入冷却水，形成直径为690～710mm，体积密度为1.3～1.5g/cm³的自焙电极。

有益效果：由于电极糊柱过高焙烧的自焙电极体积密度会过大，引起悬糊，而电极糊柱的过低，焙烧的自焙电极的体积密度有会多小，引起掉块，因此将电极糊柱的高度控制在300～500mm的范围内，能够焙出体积密度为1.3～1.5g/cm³的自焙电极。

进一步，所述步骤2中加入的电极糊为块状，且平均粒径为50～80mm。

有益效果：使用该粒径范围内的电极糊能够避免引起悬糊。

进一步，所述步骤3制备的自焙电极的压放速度为15～18mm/h。

有益效果：控制压放速度以保证自焙电极的工作段的长度，能够满足棕刚玉冶炼的要求。

进一步，所述步骤3制备的自焙电极在压放时，电极糊加入的平均速度控制在20～25Kg/h。

有益效果：控制电极糊的加入速度以保证电极糊柱的高度能够维持在300～500mm的范围内。

附图说明

图1为本发明中采用的固定套的结构示意图；

图2为本发明中采用的固定套中水流循环的示意图；

图3为本发明中采用的电极糊送料机构结构示意图；

图4为图3中A-A向的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：护套10、锥形环101、环状管102、铜瓦103、铜管104、护板Ⅰ105、护板Ⅱ106、进水腔107、进水管108、出水管109、隔水板110、循环腔111、缺口112、挡水板113、进水口114、出水口115、料桶20、支撑盘201、挡板202、转轴203、支撑筒204、吊耳205、电机206、主动齿轮207、从动齿轮208、限位盘209、扇形板210、遮挡板211、扇形孔212。

一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极，采用电极糊焙烧而成，该自焙电极的直径690～710mm，体积密度1.3～1.5g/cm³，电极糊的挥发份含量重量百分比为10.0～11.8％。

发明人通过测试得出了在下述工艺参数范围内，制备得到直径和体积密度适中的倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极，焙烧时不会产生悬糊或掉块的问题，而本发明中列举了其中的4组对生产工艺进行说明。

表1为实施例1～4倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极生产工艺的工艺参数

实施例	1	2	3	4
					电极筒直径(mm)	700	690	700	710
电极糊柱高度(mm)	300	400	400	500
					挥发份的重量百分比(％)	10.0	11.0	11.0	11.8
压放速度(mm/h)	15	16	17	18
					电极糊加入速度(Kg/h)	20	22	22	25
电极糊粒径	50	60	60	80

以实施例1为例，对本发明另一技术方案，一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极的生产工艺进行说明。

一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1：将内径为700mm的电极筒固定在固定套内，使固定套内的铜瓦抱紧电极筒，电极筒通过把持系统固定在承重钢平台上。

步骤2：采用电极糊送料机构向电极筒内加入电极糊进行焙烧，其中加入的电极糊为块状，平均粒径为50mm，电极糊中的挥发份重量百分比为10.0％，电极糊柱的高度控制在300mm。

步骤3：电极筒内的电极糊在焙烧时，固定套内通入冷却水，后形成直径为700mm，体积密度为1.3～1.5g/cm³的自焙电极。

在冶炼棕刚玉时，自焙电极的压放速度为20mm/h，使得电极工作段的长度保持在2m以内，同时向电极筒加入电极糊的平均速度控制在20Kg/h。

其中步骤1中用来固定电极筒的固定套如图1所示，包括护套10、锥形环101、空心的环状管102和铜瓦103，护套10包括内层套和外层套，环状管102焊接在内层套与外层套的底部，锥形环101呈上宽下窄状并焊接在内层套上，铜瓦103设有多片且固定在锥形环101上，铜瓦103抱紧电极筒，铜瓦103上连接有与短网电联的铜管104，锥形环101与环状管102之间设有连接锥形环101、环状管102和内层套的支撑板，内层套、外层套与环状管102形成封闭的冷却腔，结合图2所示，在冷却腔内沿着护套10的轴向焊接有护板Ⅰ105和护板Ⅱ106，护板Ⅰ105和护板Ⅱ106之间形成进水腔107，在护套10的顶部设有连通进水腔107的进水管108和连通冷却腔的出水管109。

冷却腔内沿护套10的轴向间距设有多块隔水板110，隔水板110焊接在内层套与外层套上，隔水板110将冷却腔分割为多个封闭的循环腔111，隔水板110上开设有缺口112，各缺口112均靠近冷却腔设置，且相邻隔水板110上的缺口112位于冷却腔的两侧。在环状管102内焊接有挡水板113，在环状管102上开设有连通进水腔107的进水口114和连通冷却腔的出水口115，进水口114与出水口115位于挡水板113的两侧，且进水口114与出水口115均靠近挡水板113设置。

采用上述固定套，结合图2所示，图中箭头表示冷却水流动的方向，即冷却水经进水管108进入进水腔107内，并快速经进水腔107和进水口114进入到环状管102内，由于挡水板113的作用，水流会朝着远离挡板202一侧流动，迅速填满整个环状管102，后从出水口115排出进入护套10最底层的循环腔111内，经出水口115进入循环腔111的水流受进水腔107的阻挡，向远离进水腔107一侧流动，并填满最底层的循环腔111之后从缺口112流向下一个循环腔111，如此往上流动，最后从出水管109排出，从而实现了对护套10和环状管102的冷却，以及自焙电极的凝固。

由于电极糊所产生的电阻热是由上至上传导的，使得电极糊下端的温度始终高于电极糊上端的温度，因此采用上述固定套结构，其冷却水流动是从下往上流动，低温的冷却水首先被引入到环状管，即靠近自焙电极的底部，对最高温度处的自焙电极进行冷却凝固，从而使自焙电极底部能够充分降温凝固，避免因凝固不及时而发生掉块的问题。

步骤2中采用的电极糊送料机构，结合图3所示，包括底部设有出料口的料桶20，料桶20的顶部设有加料口，料桶20靠近出料口一端为上大下小的圆锥状，在料桶20的外周固定有支撑盘201，支撑盘201的外径要大于电极筒的外径，在支撑盘201的底面设有绝缘层，其中绝缘层采用橡胶材质制成，在出料口处设有能够将出料口封闭住的挡板202，其中挡板202位于料桶20外部，即料桶20在放置于电极筒上之前，是放置在挡板202上的，挡板202上固定有竖直设置的转轴203，转轴203顶部伸出料桶20，具体为：在料桶20顶部设有供转轴203通孔的轴孔，轴孔的孔径大于转轴203的直径，在转轴203外部套设有支撑筒204，支撑筒204位于料桶20内部，且支撑筒204与料桶20内壁之间固定有连接架，在转轴203顶部转动连接有吊耳205，通过电动葫芦上的挂钩勾住吊耳205，挡板202支撑起料桶20，从而移动料桶20。

在料桶20上还设有驱动转轴203慢速转动的驱动单元，驱动单元包括电机206和齿轮机构，电机206固定在料桶20的顶部，齿轮机构包括固定在电机206输出轴上的主动齿轮207和固定在转轴203上的从动齿轮208，主动齿轮207与从动齿轮208的传动比为5:1，其中从动齿轮208为柱状齿轮，高度要大于打开挡板202时，挡板202向下移动的距离，主动齿轮207和从动齿轮208均为直齿轮，在转轴203上还固定有与从动齿轮208顶面紧贴的限位盘209。

沿转轴203的周向固定有多块扇形板210，扇形板210的小弧端铰接在转轴203上，扇形板210的大弧端与挡板202之间固定有弹簧，扇形板210的上表面为凹面，且扇形板210横截面呈弧形，各扇形板210倾斜设置，结合图4所示，沿转轴203周向各扇形板210与挡板202之间的夹角依次增大或减小，相邻扇形板210之间固定有遮挡板211，遮挡板211采用弹性材质制成，弹性材质为软橡胶，在挡板202上沿其周向开设有多个扇形孔212，扇形孔212位于扇形板210的低端。

采用上述电极糊送料机构，加料时，将料桶20放置在地上，挡板202支撑料桶20，并封闭住出料口，工作人员从进料口向料桶20内加入电极糊，后通过电动葫芦上的挂钩勾住吊耳205，将料桶20送至电极筒的顶部，这个过程中料桶20始终基于自重与挡板202紧贴，因此电极糊不会抛洒出来。

料桶20送至电极筒顶部之后，将料桶20上支撑盘201放置在电极筒的顶部，后电动葫芦下放吊钩，使转轴203与挡板202向下移动，打开出料口(根据加料速度判断下方吊钩的距离)，停止下放吊钩之后，启动电机206，使转轴203慢速转动，料桶20内的电极糊沿着各扇形板210从扇形孔212排出，以螺旋形的方式进入到电极筒内，均布的分散在电极筒内。

由于各扇形板沿转轴周向与挡板之间的夹角依次增大或减小，因此转轴在转动过程中，电极糊是以螺旋形的方式进入到电极筒内，这样的加糊方式能够使电极糊较为均布的分散在电极筒内，从而提高了自焙电极的均匀度；假设各扇形板与挡板之间夹角相同，那么电极糊会落在电极筒内相同的一圈位置上，而其他位置则需要靠电极糊产生堆叠后垮塌才能填满，由于电极筒一直处于工作当中，这种不均匀的加糊方式会对自焙电极的品质产生一定不良的影响。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极，采用电极糊焙烧而成，其特征在于：该自焙电极的直径为690～710mm，体积密度1.3～1.5g/cm³，电极糊的挥发份含量的重量百分比为10.0～11.8％。

2.根据权利要求1所述的一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极，其特征在于：所采用电极糊的挥发份的重量百分比为11.0～11.8％。

3.一种生产如权利要求2所述的倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极的工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将内径为690～710mm的电极筒固定在固定套内，使固定套内的铜瓦抱紧电极筒，电极筒通过把持系统固定在承重钢平台上；

步骤2：采用电极糊送料机构向电极筒内加入电极糊进行焙烧，电极糊柱的高度控制在300～500mm；

步骤3：电极筒内的电极糊在焙烧时，固定套内通入冷却水，形成直径为690～710mm，体积密度为1.3～1.5g/cm³的自焙电极。

4.根据权利要求3所述的一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极的生产工艺，其特征在于：所述步骤2中加入的电极糊为块状，且平均粒径为50～80mm。

5.根据权利要求3所述的一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极的生产工艺，其特征在于：所述步骤3制备的自焙电极的压放速度15～18mm/h。

6.根据权利要求5所述的一种倾倒炉冶炼棕刚玉自焙电极的生产工艺，其特征在于：所述步骤3制备的自焙电极在压放时，电极糊加入的平均速度控制在20～25Kg/h。