CN111414706B - 一种自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热的计算方法 - Google Patents
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Abstract
一种自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热的计算方法，所述电极壳和电极壳内自焙电极为并联电路，所述自焙电极为柱状焙烧带，本方案设定好矿热炉的具体技术参数，通过建立自焙电极糊电阻率ρ极与其每日电阻热Q日极之间的函数关系，对其进行求导计算出最佳电阻率ρ极，并获得该最佳电阻率ρ极条件下的每日最大电阻热，由于自焙电极电阻率ρ极还可以通过实验室进行测定，以进一步对本方案计算的最佳电阻率ρ极进行验证，以为矿热炉选择匹配的电极糊生产方案提供科学的依据，有效提高自焙电极生产效率及其质量，并显著减少其安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及自焙电极技术领域，尤其涉及一种自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热的计算方法。
背景技术
自焙电极的最大下放量和电极获得的热量多少有关，自焙电极热量来源主要是来自炉膛的传导热、辐射热和电流通过电极的电阻热，对于正常下放电极的封闭炉来说辐射热和传导热微不足道，由此可以简化为自焙电极的焙烧能力是由电阻热决定的。自焙电极每日产生的电阻热和其自身的电阻率有关，但在实际生产过程中，难以确定自焙电极每日产生电阻热与其电阻率的关系，不能有效指导生产，给自焙电极的高效、安全生产带来诸多不便。
发明内容
有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热的计算方法。
一种自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热的计算方法，电极壳和所述电极壳内自焙电极为并联电路，所述自焙电极为柱状焙烧带，所述自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率采用以下方法计算：
S1，自焙电极焙烧热量Q极，Q极＝0.24I极 2R极t，(式1)；
式中：Q极为自焙电极焙烧带产生的电阻热，单位为cal；
I极为通过自焙电极碳材料的电流，单位为A；
R极为自焙电极碳材料的电阻，单位为Ω；
t为时间，单位为S；
S2，ρ壳为电极壳的电阻率，ρ壳＝ρ壳T1[1+k(T2-T1)]＝0.54Ω·mm2/m，(式2)；
式中，ρ壳T1为电极壳在20℃时的电阻率，取值为0.14Ω·mm2/m；
k为温度系数，取值为0.0042；
T1为电极壳温度，取值为20℃；
T2为焙烧带电极糊的温度，取值为700℃；
S3，电极壳电阻R壳，R壳＝ρ壳L/S壳＝5.46×10-6Ω，(式3)；
式中：R壳为电极壳的电阻，单位为Ω；
ρ壳为电极壳的电阻率，ρ壳＝0.54Ω·mm2/m；
L为自焙电极焙烧带长度，对应1米铜瓦时，取值为0.25m；
S壳为包括含筋片的电极壳钢板的截面积，取值为24720mm2；
S4，自焙电极电阻R极，R极＝ρ极L/S极＝1.33×10-7ρ极，(式4)；
式中，R极为自焙电极碳材料的电阻，单位为Ω；
ρ极为自焙电极焙烧带电极糊在焙烧温度下的电阻率，单位为Ω·mm2/m；
L为自焙电极焙烧带长度，对应1米铜瓦时，取值为0.25m；
S极为自焙电极糊的截面积，根据实际生产条件，取值为1886000mm2；
S5，自焙电极电流I极，I总＝I极+I壳，(式5)，其中，I极为通过自焙电极
碳材料的电流，单位为A；
I极/I壳＝R壳/R极＝ρ壳L S极/(ρ极LS壳)＝41.2/ρ极，(式6)；
通过式5、式6计算I极，I极＝41.2I总/(41.2+ρ极)＝4.74×106/(41.2+ρ极)，(式7)；
式中，I总为电极及电极壳总电流，根据实际生产条件，取值为115000A；
S6：自焙电极焙烧带每日产生的电阻热Q日极，Q日极＝0.24I极 2R极t＝6.2×1010ρ极/(41.2+ρ极)2，(式8)；
式中，t为每日时间，为60×60×24S。
S7：对式8进行求导计算，计算出自焙电极焙烧带电极糊电阻率极值ρ极lim，ρ极lim＝41.2Ω·mm2/m；将ρ极lim＝41.2Ω·mm2/m代入式8，并得到极限电阻热Qlim，Qlim＝3.76×108cal。
优选的，求1所述自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热的计算方法，其特征在于，所述电极壳中还设置有筋片。
本方案设定好矿热炉的具体技术参数，通过建立自焙电极糊电阻率ρ极与其每日电阻热Q极之间的函数关系，对其进行求导计算出最佳电阻率ρ极，并获得该最佳电阻率ρ极条件下的每日最大电阻热，由于自焙电极电阻率ρ极还可以通过实验室进行测定，以进一步对本方案计算的最佳电阻率ρ极进行验证，以为矿热炉选择匹配的电极糊生产方案提供科学的依据，有效提高自焙电极生产效率及其质量，并显著减少其安全隐患。
附图说明
图1为电极壳和自焙电极的并联回路示意图。
图2为自焙电极电阻率ρ极和每日电阻热Q日极的关系图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
参见图1，本发明提供了一种自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热的计算方法，电极壳和所述电极壳内自焙电极为并联电路，所述自焙电极为柱状焙烧带，其高度约为铜瓦长度的1/4，所述自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热采用以下方法计算：
S1，自焙电极焙烧热量Q极，Q极＝0.24I极 2R极t，(式1)；
式中：Q极为自焙电极焙烧带产生的电阻热，单位为cal；
I极为通过自焙电极碳材料的电流，单位为A；
R极为自焙电极碳材料的电阻，单位为Ω；
t为时间，单位为S；
S2，ρ壳为电极壳的电阻率，ρ壳＝ρ壳T1[1+k(T2-T1)]＝0.14[1+0.0042(700-20)]＝0.54Ω·mm2/m，(式2)；
式中，ρ壳T1为电极壳在20℃时的电阻率，取值为0.14Ω·mm2/m；
k为温度系数，取值为0.0042；
T1为电极壳温度，取值为20℃；
T2为焙烧带电极糊的温度，取值为700℃；
S3，电极壳电阻R壳，R壳＝ρ壳L/S壳，(式3)；
式中：R壳为电极壳的电阻，单位为Ω；
ρ壳为电极壳的电阻率，ρ壳＝0.54Ω·mm2/m；
L为自焙电极焙烧带长度，对应1米铜瓦时，取值为0.25m；
S壳为包括含筋片的电极壳钢板的截面积，取值为24720mm2；
通过S3，计算电极壳电阻R壳，R壳＝ρ壳L/S壳＝0.54×0.25/24720＝5.46×10-6Ω。
S4，自焙电极电阻R极，R极＝ρ极L/S极，(式4)；
式中，R极为自焙电极碳材料的电阻，单位为Ω；
ρ极为自焙电极焙烧带电极糊在焙烧温度下的电阻率，单位为Ω·mm2/m；
L为自焙电极焙烧带长度，对应1米铜瓦时，取值为0.25m；
S极为自焙电极糊的截面积，根据实际生产条件，取值为1886000mm2；
通过S4，计算自焙电极电阻R极，R极＝ρ极L/S极＝0.25×ρ极/1886000＝1.33×10-7ρ极；
S5，自焙电极电流I极，I总＝I极+I壳，(式5)，其中，I极为通过自焙电极
碳材料的电流，单位为A；
I极/I壳＝R壳/R极＝ρ壳L S极/(ρ极LS壳)(式6)；
通过式6，计算I极/I壳＝R壳/R极＝ρ壳L S极/(ρ极LS壳)＝0.54×1886000/ρ极×24720＝41.2/ρ极；
通过式5、式6计算I极，I极＝41.2I总/(41.2+ρ极)，(式7)；
式中，I总为电极及电极壳总电流，根据实际生产条件，取值为115000A；
通过式7，计算I极，I极＝41.2I总/(41.2+ρ极)＝41.2x115000/(41.2+ρ极)＝4.74×106/(41.2+ρ极)；
S6：自焙电极焙烧带每日产生的电阻热Q日极，Q日极＝0.24I极 2R极t＝0.24×[4.74×106/(41.2+ρ极)]2×1.33×10-7ρ极×60×60×24＝6.2×1010ρ极/(41.2+ρ极)2，(式8)；
式中，t为每日时间，为60×60×24S。
S7：对式8进行求导计算，
△＝[6.2×1010×(41.2+ρ极)2-2×(41.2+ρ极)×6.2×1010ρ极]/(41.2+ρ极)4，即△＝0时，计算出自焙电极焙烧带电极糊电阻率极值ρ极lim，即最佳电阻率，ρ极lim＝41.2Ω·mm2/m；将ρ极lim＝41.2Ω·mm2/m代入式8，并得到极限电阻热Qlim，Qlim＝3.76×108cal。
表一为40500KVA矿热炉参数。
表一40500KVA矿热炉参数
具体的，焙烧带的温度范围为500-800℃，取其温度为650℃，将其代入式2、式3计算后可得：
Q极＝0.24I极 2R极t＝5.52×1010ρ极/(38.9+ρ极)2，(式9)；
对式9进行求导，计算出ρlim＝38.9Ω·mm2/m及Qlim＝3.55×108cal。
参见图2，自焙电极糊的电阻率ρ极越接近ρ极lim，极限电阻热Qlim越大；当ρ极>ρlim时，电极糊的电阻率越大，电极产生的电阻热Q日极越小；当ρ极<ρlim时，电极糊的电阻率越大，电极产生的电阻热Q日极越大。对650℃和700℃的计算结果进行比较，焙烧温度取值较低时，电阻率极值向左下偏移，但ρ极-Q日极曲线变化趋势保持一致。
具体的，将式4、式6代入式1可以得出：
Q极＝0.24I极 2R极t＝4.68I总 2ρ极/(41.2+ρ极)2，(式10)；
由式10可以看出，Q极和二次电流的平方成正比。
具体的，将式5、式6代入式1中：
Q极＝0.24I极 2R极t＝3.78×1019ρ极/(1.02×106+ρ极S壳)2，(式11)；
由式11可以看出，电极壳钢板截面积S壳越小，Q极越大。
具体的，将式2和式6代入式1中计算后可得：
Q极＝0.24I极 2R极t＝2.12×1011ρ极/(76.3+ρ极/ρ壳)2，(式12)；
由式12可以看出，电极壳钢板的电阻率ρ壳越大，Q极越大。
具体的，将式3代入式1中：
Q极＝0.24I极 2R极t＝2.47×1011Lρ极/(41.2+ρ极)2，(式13)；
由式13可以看出，电阻热Q极与焙烧带长度L成正比。
具体的，所述电极壳中还设置有若干筋片。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (1)
1.一种自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率和电阻热的计算方法，其特征在于：电极壳和所述电极壳内自焙电极为并联电路，所述自焙电极为柱状焙烧带，所述自焙电极焙烧带电极糊最佳电阻率采用以下方法计算：
S1，自焙电极焙烧热量Q极，Q极＝0.24I极 2R极t， (式1)；
式中：Q极为自焙电极焙烧带产生的电阻热，单位为cal；
I极为通过自焙电极碳材料的电流，单位为A；
R极为自焙电极碳材料的电阻，单位为Ω；
t为时间，单位为S；
S2，ρ壳为电极壳的电阻率，ρ壳＝ρ壳T1[1+k(T2-T1)]＝0.54Ω·mm2/m， (式2)；
式中，ρ壳T1为电极壳在20℃时的电阻率，取值为0.14Ω·mm2/m；
k为温度系数，取值为0.0042；
T1为电极壳温度，取值为20℃；
T2为焙烧带电极糊的温度，取值为700℃；
S3，电极壳电阻R壳，R壳＝ρ壳L/S壳＝5.46×10-6Ω， (式3)；
式中：R壳为电极壳的电阻，单位为Ω；
ρ壳为电极壳的电阻率，ρ壳＝0.54Ω·mm2/m；
L为自焙电极焙烧带长度，对应1米铜瓦时，取值为0.25m；
S壳为包括含筋片的电极壳钢板的截面积，取值为24720mm2；
S4，R极＝ρ极L/S极＝1.33×10-7ρ极， (式4)；
式中，R极为自焙电极碳材料的电阻，单位为Ω；
ρ极为自焙电极焙烧带电极糊在焙烧温度下的电阻率，单位为Ω·mm2/m；
L为自焙电极焙烧带长度，对应1米铜瓦时，取值为0.25m；
S极为自焙电极糊的截面积，根据实际生产条件，取值为1886000mm2；
S5，I总＝I极+I壳， (式5)，其中，I极为通过自焙电极碳材料的电流，单位为A；
I极/I壳＝R壳/R极＝ρ壳L S极/(ρ极LS壳)＝41.2/ρ极， (式6)；
通过式5、式6计算I极，I极＝41.2I总/(41.2+ρ极)＝4.74×106/(41.2+ρ极)， (式7)；
式中，I总为电极及电极壳总电流，根据实际生产条件，取值为115000A；
S6：自焙电极焙烧带每日产生的电阻热Q日极，Q日极＝0.24I极 2R极t＝6.2×1010ρ极/(41.2+ρ极)2， (式8)；
式中，t为每日时间，为60×60×24S；
S7：对式8进行求导计算，计算出自焙电极焙烧带电极糊电阻率极值ρ极lim，ρ极lim＝41.2Ω·mm2/m；将ρ极lim＝41.2Ω·mm2/m代入式8，并得到极限电阻热Qlim，Qlim＝3.76×108cal。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1047006A (zh) * | 1990-04-21 | 1990-11-14 | 崔学礼 | 散粒状电极糊及其制法 |
| US5939012A (en) * | 1997-12-12 | 1999-08-17 | Globe Metallurgical, Inc. | Method and apparatus for manufacture of carbonaceous articles |
| CN109095489A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-28 | 贵州黄平富城实业有限公司 | 一种适合刚玉冶炼的自焙电极冶炼方法及装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1047006A (zh) * | 1990-04-21 | 1990-11-14 | 崔学礼 | 散粒状电极糊及其制法 |
| US5939012A (en) * | 1997-12-12 | 1999-08-17 | Globe Metallurgical, Inc. | Method and apparatus for manufacture of carbonaceous articles |
| CN109095489A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-28 | 贵州黄平富城实业有限公司 | 一种适合刚玉冶炼的自焙电极冶炼方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 自焙电极的电阻率对烧结的影响;曹培峰 等;《铁合金》;20201231(第6期);第27-29页 * |
| 高强度电极糊在大型矿热炉自焙电极上的应用;曾世林 等;《铁合金》;20071231(第5期);第13-16页 * |
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