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电弧炉用石墨电极消耗的原因分析
发布时间:2022-04-03 00:04:00 来源:米乐游戏下载中心
 
 

  某钛渣电炉运行初期石墨电极消耗情况如图1所示电极c端消耗最严重,电极b端次之,电极a段最轻。采用PS软件机选选区面积的方法,理论推算电极b端消耗较电极a端增加17.36%,电极c端消耗较a端增加66.7%。电极b端消耗为电极侧面氧化,c端消耗为电极端部消耗。从冶炼工艺上讲,熔炼中电极总消耗一般可分为侧面氧化、端部消耗。因此需要找出造成钛渣电炉石墨电极侧面氧化和端部消粍的主要原因。

  电极侧面氧化是炉内气氛中的氧与石墨作用生成CO或CO2引起的。电极侧面氧化消耗量,主要取决于电极表面积、冶炼时间、出渣量和氧化速率等参数。

  当所使用的电极一定时,即电极表面积不变,冶炼时间越长,出渣量越少,氧化消耗速率越快,电极消耗量越大。

  当单位时间内出渣量一定时,电极氧化消耗量取决于氧化速率,而电极氧化速率与炉内气氛密切相关。目前钛渣冶炼转呗为半密闭式电炉。加料方式为间断加料,整个冶炼过程为负压操作,采用较大负压控制,负压操作在给定负压值后由风机频率自动调节,而操作人员通常在加枓、取样时将风机频率调节到最高值(50HZ)。风机频率与负压呈正比,风机频率越大,其负压越大,进入炉内气体状越多。钛渣电炉为半密闭式电炉,炉门口、炉盖等处不能有效密闭,加料时采用较大负压,进入炉内的空气量增大,这是造成电极侧面氧化的主要原因。

  对加料和正常冶炼时炉内氧气含量进行测试。加料时、加料后1h以内,炉内氧气含量在4.2-4.4%.此时负压控制在-50~-30Pa,正常冶炼时,炉内氧气含量在0.8%,对应的负压在-20~-15Pa,炉内氧气含量与负压成正比。因此,在实际操作上,有效控制炉内氧化气氛是减少电极侧面氧化的主要途径;

  当氧化速率一定时,电极侧面氧化主要由冶炼时间和出渣量决定,而渣量主要由加料量决定。正常生产过程单炉加料量误差控制在±5t,可认为单炉出渣量是一定的,因此电极侧面氧化很大程度取决于冶炼时间,冶炼时问越短.电极消耗越小。

  电极端部消粍包括电弧高温引起的升华(又称弧光消耗或蒸发消耗)以及电极端部与熔渣化学反应的损失(又称化学消耗)。

  弧光消耗是由于电极与物料间产生高温电弧(3000℃),导致电极端部出现持续的石墨消耗。电极端部高温升华消耗主要与电极端部蒸发速率有关,而电极蒸发速率主要取决于通过电极的电流密度,其次与电极端部氧化后的直径大小(形成锥体)有关。

  电极端部高温升华与所使用的电流有关,电弧电流越高,电极端部消耗越大,因此,选择合理的工作电流是降低电极端部消耗行之有效的方法。电极端部除石墨升华消耗外,还有一部分为熔池对电极的侵蚀消耗,当部分电极与熔池接触后,电极将参与炉内冶金反应,而该部分电极消耗主要取决于冶炼配碳量。

  某钛渣电炉运行初期石墨电极消耗情况如图1所示电极c端消耗最严重,电极b端次之,电极a段最轻。采用PS软件机选选区面积的方法,理论推算电极b端消耗较电极a端增加17.36%,电极c端消耗较a端增加66.7%。电极b端消耗为电极侧面氧化,c端消耗为电极端部消耗。从冶炼工艺上讲,熔炼中电极总消耗一般可分为侧面氧化、端部消耗。因此需要找出造成钛渣电炉石墨电极侧面氧化和端部消粍的主要原因。



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