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高强度电极糊在大型矿热炉自焙电极上的应用
加入时间:2020-06-19 11:58

  高强度电极糊在大型矿热炉自焙电极上的应用_能源/化工_工程科技_专业资料。高强度电极糊在大型矿热炉自焙电极上的应用

  维普资讯 20 0 7年 第 5期 总 第 1 6期 9 铁 合 金 2 7NO 5 oo . To 1 6 L 9 FERRo - ALLo YS 高强度 电极糊在大型矿热炉 自焙 电极上的应用 曾世 林 储 少军 翟丹 ( 北京科技 大 学冶金 与生 态工程 学院 北京 中国 10 8 ) 00 1 摘 要 在 2 V 0M A矿热炉中进行高强度 电极糊的使用试验 , 结果表明可有效 防止 电极事故 , 对改善冶炼经济指标 指标起到了关键作用 。 同时研究 了影响高强度 电极糊使用效果的关键因素和三相电极输入功率的变化情况。 根据每 相电极用电量确定电极压放量 , 减少 电极壳 导电面积 , 当提高二次 电压 , 适 均有利于用好高强度电极糊。 关键词 电极糊 高强度 压放 电极 焙烧 文章 编 号 1 0.9 32 0 )50 1—4 0 114 (0 70 —0 30 中图 分类 号 T641 F7 . 文献 标 识 码 B HI GHNTENS TY I I ELECTRODE AS P TE PLI AP ED N ELF. I S RoAS TD ELECTRoDE G oF LARGE SUM . BERGED ARC FURNACE Z nhl C uS ajn Z a D n egS in i h hoa h i a (col f tl r cl n cl i l n ne n,U ie i f c ne& T cnl yB in,Bin 00 3 hn ) Sho o Me l g a adE o g a E g er g nvr t o i c au i oc i i sy S e eho g e i o j g eig10 8 ,C ia j Absr t tacTh e to ih i e st l cr d a t a e n d n n 2 VA u b re rur a e t e rs lss wh t e ts h g ntn iy ee to e p se h s b e o e i 0 M f s m e g d a c f n c . h e utho ta t i kn ih itn i lcr d a t c n p e e t lcr d c i e t e e t ey T i k n ih i tn i lcr d h s id o hg n e st ee t e p se a r v n e t e a c d ns f c v l. h s i d o hs n e st e e t e f y o e o i f y o p t ly a mp ra trln i po i g s li n e . Atme n ie ie e r h st e k y  ̄co whc ala e tte s a e pa n i ot no e im rv n metng id x a whl . trs a c e e h tm ih c l f ch e e t i t s y l t d at. e e h n n ta o fh ep ae l t d p t w r T eat nr f c o h hi e i e r ep e a w l a t a g g i t no m -h e r ei u e. c o s e g n nte co s f s l h c i s ui s t s e co n p o h i a fv rb e frhih i tnst l cr de p se b tr ii g si ig v l me a c r n o p we o s mp o re c l c a oua lo g ne i ee to a t y deem n n lppn o u c odig t o rc n u t n f a h ee - y i o t e e u i gee t c c n u t ga e lcr d h l a d r i n e o d r otg r p r . r ,r d cn lc r o d c n r a o ee t e s e n as g s c n sy v l e p o el d o i i f o i a y Ke wor s lcr e p se h g n e st, si ig ee to , r a tn y d ee to a t , ih it n iy lppn , l crde o i g d s 1 前 言 目前 国 内的铁合 金矿 热炉通 常采 用 自焙 电极 。 冶炼 锰硅合金时 , 电极糊正 常消耗量约 3 4 g t 0~ 0k / , 其 所 占成本 比例约 占总成本 的 0 7 ~15 .% . %。尽 管 电极 糊成本 占总成本 比例很低 ,但 其对 电炉 运行 和 冶炼 经济技 术指标 起到关 键性 的作 用 ,因此人 们 常 常把 电极 比作矿 热炉 的 “ 脏 ” 心 ,形象 地说 明电极在 矿 热炉 中所 担负 的作用 。 电极 糊质 量对 自焙 电极 的 质量 有直 接 的影响 ,A公司 2 A矿 热 炉建 成后 0MV 使 用 中不发生 软 断、 断 , 电炉实现稳 产 、 硬 为 高产奠 定 了重要 的基 础 。 2 电极糊 的成分及其使用效果 2 1 电极 糊 的成 分 . 按原 冶金 部标准 , 电极糊分 为密 闭糊 、 标准糊 和 化工 糊三 种 , 见表 1 详 。A公 司在 2 A矿 热炉建 0MV 成投 产后 的前 7个月 , 一直采 用 A糊 , 即先根据 在容 量相 近 炉 台的实践 经验 ,选用 某 电极 糊 厂生产 的密 先后分别 使用 了 A和 B两种 电极 糊 , 者在使 用 中 前 常常产生 软断 、 硬断 和爆 炸事 故 , 企业损 失惨重 ; 后 者 电极 致密 , 比重大 、 真 强度 高 、 热应力 能力强 , 抗 在 作者简介 曾世林 闭糊 和标 准糊 按 照一定 的 比例 进行搭 配使 用 ;再 由 该 电极糊 厂按 照搭 配 的综 合成分 专 门配制 。B糊 是 河南 某 电极糊 生产 企业 针对大 型炉 台特定 合金 和工 男 ,9 8年 1 15 0月出生 , 北京科技大学钢铁冶金博 士研究生 , 高级工程师。现在从事科技管理工作 。 收 稿 日期 2 0 5 1 0 70 — 8 维普资讯 - J 4? 铁 合 金 20 07年 况而专 门开发 的高强度电极糊。所使用的电极糊的 2 2 使用效 果 . 成分和理化指标如表 2 所示。 表 2 实 际使 用 的 电极糊 的理 化 指 标 T b 2 P yi s a d c e sr e o ma c s o lc rd p se a . h sc n h mi y p r r n e f e e t e a t t f o a tal sd cu ly u e 2 2 1 电极故障统计 电炉投产后前 7 .. 个月一直 使用 A糊 , 间电炉频 繁发 生电极悬糊 、 期 漏糊 、 断 硬 和爆炸等事故共计 2 起 , 5 其中电极硬断 9 , 起 漏糊 1 ( 3次引起 了对厂 房破坏 性的大爆 炸 ) 3起 有 和悬糊 3 ; 生 电极焙 烧速度 慢 , 起 发 适应不 了冶炼需 要造 成 电极严 重过短 4 8次。从投 产第 8个月后 开始改 用 B 糊后 , 发生一 次非 电极质量 导致 的硬断事 故 。 仅 两种 电极糊使 用 中发 生 的电极事故 详见表 3 。 222 经 济技 术 指标对 比 .. 使 用 B电极糊 后 ,电 炉生 产锰 硅合 金 的冶 炼 电耗 由原 来 的 447k / 5Wh t 下 降 到 406k / ; 回 收 率 由 7 .2 提 高 到 4 Wh t 7 8% 表 3 两 种 电 极糊 使 用 故 障统 计 表 T b 3 F i r tt t so o kn so lcr d a ts a . al esa s c f w id fee t e p se u ii t o 注: 投产后 l 2个月数据。 式中, m一电极糊 消耗 量 ,g 尼一 位产量 电极糊用 k; 单 多因素的综合作用 ,但高强度的电极糊起到了十分 量 ,s tA一炉 子用 电量 ,Wh n一 位产 品冶炼 电 k/ ; k ; 单 重 要 的作用 。 耗 ,Wh t k /。 8.4 4 3 %,其他各项经济技术指标也有 了明显改善 , 详见表 4 。尽管指标 改善存在 工艺 、 备 和管理等诸 设 m:尼 l - n () 1 3 12 确定每相 电极平均压放量 .. 3 用好高强度 电极糊的关键因素 3 1 保 持合适 而稳定 的电极工作端 长度 . T m T 石 k 丽忍 () 2 B糊 焙烧 的 电极 的正 常消 耗与 用 电量 呈稳 定 的 式中, h一每相 电极压放 量 , S一电极 截面积 ,I m; 1; T r 一电极半径 ; d一电极 糊真 密度 。 线性相关 ,只要依据用电量多少来适时适量压放电 极, 即可以保持稳定的电极工作端长度, 具体方法 : 3 1 1 根据 班用 电量确 定 电极糊 的消耗 总量 .. 令 叩= h= 而 , 式 () 则 2 化简 为 : () 3 维普资讯 第 5期 曾世 林 等 高 强 度 电极 糊 在 大 型 矿 热 炉 自焙 电极 上 的应 用 表 4 使 用 A、 两种 电极 糊 生 产 同牌 - ( e n 8 i8 经 济技 术指 标 B  ̄ F M 6 S1 ) - T b 4 e h io e o o c li d x o rd c n e 6 S t e t o k n so n lcr d a ts a . T c n c —c n mian e f o u i g F Mn 8 i 8 wi t w id fA a d B ee t e p se p 1 h h o 3 咖 ∞ 注: 按相同的人炉 品位 即综合锰为 3 . %时计 算的结果 。 44 式中, 叼一压放 系数 。 与 电极 参数 、 单位 产 品 电耗 和 电极糊 消耗 有关 , 3 1 3 根据 每相 负荷 不 同调 整压 放 量 . . 在 电炉 总 电耗 不 变 时 ,往 往 由于每相 电极炉 料 的导 电特 性不 各企 业有 不 同值 ,上述 公 司 , 叼=1106×1 ~~ .2 1 0 118 1 0 .4 5 ×1~。A公 司的单 相 电极压 放量 与炉 台总 用 电量 的关 系见 图 1 在三相 电极 负 载均匀 时 , , 可根 据 当班 的用 电量 在 图 1中查找 出 电极 的压 放 量 。 同, 电极 的形状 存 在差 异 , 电极 工作端 的实 际 电压不 同和 功率 因数 差别 悬殊 , 相 电极 出力是不 同的 。 各 我 们采用美国施耐德公司生产 的 C M一2 5 2 0表 (oeLg 20 Pw roi 0 0电力 参数 线路 监控 仪 )对 B公 司某 c 矿热 炉 动态 负荷 进行 了实 际测 量 ,其 实 测功 率 曲线 。可见 , 在测定 的第 一 炉 中 B相 电极 消耗 的有 l \ . 血I { -, / 一. / / / /一. , = 功 功率 绝 大多数 时 间都 在 200k 以上 , A相则 0W 而 长时 间处 于 1 0 W 以下 , 0k 5 两相 电极 的用 电量相 差 幽 / , 一 , / 3% 以上 ,所 以各相 电极 的输 出功率 在 不 同时刻 差 0 别 较 大 , 因此 有 必要 根据 各 相 电极实 际输 出的 电量 不 同而调 整每 相 电极 的压 放 量 。实 际操作 可通 过 测 用 电量 / MWh 图 1 电 极压 放量 与 用 电量 的 关 系 Fi 1 Rea in bewe n lcr d sipig oume n g. lto s t e ee to e lp n v l a dp we o r c n umpto os in 定 单相 电极 的用 电量 ,把 其用 电量放 大 三倍后 即可 在 图 1中查 出 电极需要 的压放 量 。 3 1 4 精 确测 量 电极 压放 长 度 . . 第 一炉 . 采 用传 统 的 目测 第 二 炉 出炉 结 束 ^ ^ 开始 出 出炉 结 束 ] ^ 开 始 出炉 ’ V . 、, 瞅 . 、 / 、 l ^n ^ .^ . ^一 一 h; I \ 一 _ 、 A 一 : 0 10 0 20 0 30 0 4 0 0 时间 / n mi A—A相 电极 有 功 功 率 B—B相 电极 有 功 功率 C—C相 电极 有 功 功 率 图 2 三 相 电 极 有 功 率 随 时 间变 化 状 况 Fi 2 Efe tv we ft r e— p s lcr d h n n ti g. fc iepo ro h e ha e ee to e c a gig wih tme 维普资讯 铁 合 金 20 0 7正 方 法 或人工 做 记号 的方 法来 确定 压放 量 ,误差 常 常 在 2 0mm以上 , 这对 于精 确控制 电极 压放 、 确保 压放 用 ¨, 因此设 法提 高 电极 壳 电阻 R壳 和降低 电极糊 电 阻 R极 。实 际应 用 中可用冷 轧板 代替热 轧板 、 用高碳 钢代 替低 碳 钢和 减少 电极 壳 的导 电面积 ( A公 司和 B公 司均 采用 了后 者 ) B糊 的电阻率 比 A糊 降低 了 ; 1 % , 烧结 也是 有利 的 。 2 对 3 3 采用 较 高二次 电压 的供 电方式 . 量与消耗量平衡是不允许的。A公司在炉台上安装 了机械 接触 取样 数显 测量 仪 ,大 大提高 了电极 压放 量 的测量 精度 , 正常 测量误 差 降到 毫米级 范 围 内 , 使 但有 时会 因 电极壳 变形 过 大导 致接触 不 良而产生 较 大 的测量 误差 。 目前该 公 司正 在开 发光 电采样 电极 铜 瓦 内只有 下部 才是 烧结 好 的 ,而未烧 结好 的 导 电性很 差 ,电极 壳 在 电极未 烧结 好 时承受 了大部 分 电流 , 由于减 少 了电极壳 的导 电面 积 , 因而应适 当 压放 测量 装置 ,有 望克 服 因接触 不 良而 导致 的测 量 误差 问题 。 3 2 适 当提 高 电极 壳 的电 阻 . B糊 的软化 点 和挥发 分相对 较 高 , 结 略难 , 烧 应 采 取有 效措 施 以适 当加快 烧结 速度 。因 电极 糊 是在 提高变 压器 二次 电压 ( A公 司二次 电压提 高 了 1% 0 ~ 2 % )降低二 次 电流 , 0 , 以防 电极 壳过 载 。 理 想 的压放 电极 制度 是 随着 电极 的消耗 而 连续 3 4 健 全的 电极压 放 制度 . 铜 瓦部位 的电极壳 内完成 预烧结 ,电极 壳和 电极 壳 内的 电极糊 并联 后 串接在 短 网回路 中 , 图 3 故其 见 , 焙烧 与 电极壳 电阻 R壳 电极 糊 电阻 R极 和 有关 。 压 放 , 实 际操 作 中难 以做到 。A公 司采 取 了每 次压 但 放 3 ~ 0m 0 6 m的压放制度 ,每工班压放量根据当班 用 电量从 图 1 中查 出 。 3 5 严 格 控制好 灰分 等理化 指标 . B糊 的灰 分 均 在 4 以下 ,选择 了特有 的骨 料 % 代替 电煅煤 , 且挥发分控制在较窄的范 围内 , 从而 R 糊 保 证 了电极 糊 的强 度 。 在 A公 司 新建 的 大 电炉 上 但 图 3 短 网 中铜 瓦 段 电 极 壳 与 电极 糊 组 成 的 并 联 回 路 F g 3 Paa lllo o me y lc rde p se a d ee to e s e l i . rleo p fr d b ee to a t n lcr d h l i o a ts e i h r t r n c ntcho n s otnewo k 应 用 , 分 控 制在 18 ~25 时 , 灰 .% .% 不会 发 生 各种 电极事故 ,而当灰分高于 2 5 .%时 ,则偶有 电极故 障发生 , 主要是灰分增高 降低了电极强度和真密 这 度所致 。 电极壳 的电阻率 不大 于 0 1 lm; 的 电阻 .5t" B糊  ̄t 率见 图 4 。因铜 瓦 内 电极 从 下 到上 的 温度 约 80~ 0 2 0℃ , 以 B糊 电阻率 大于 7 .7 nm, 铜瓦上 0 所 9 2 在 沿 高达 10 nm。 000 4 结 语 4 1 电极 糊 成本 占铁合 金 总成 本 很 小 ,但其 对 冶 . g f 、7 .7 9 2 炼 经 济技 术指 标影 响重 大 ,在 常发 生 电极事 故 的中 大 型矿 热炉 宜重视 使用 高强 度 电极糊 。 4 2 宜在 矿 热炉 安 装单 相用 电量 计量 装 置 ,以便 . 6 9 4.2 . 鐾 \ 料 理 脚 \ 6.\ . 84 5 1 3 6. 54l V 根 据单 相 电极 用 电量确 定 电极 的压放 量 ,保持 稳定 的电极 长度 。 43 为 了准确 测 量 电极 压放 长 度 ,实 现 压放 量 与 . 烧结温度 / ℃ 图 4 电 阻 率 与烧 结 温 度 的 关 系 Fi. Re ain t e i trn e e aur n lc rc l r - g4 l t s bewe n sn ei g tmp r t e a d ee ti a e o ss i iy i tv t 消耗 量 平衡 , 最好安 装 电极压放 量 测量装 置 。 4 4 适 当提高二 次 电压 、减 少 电极壳 的导 电面积 , . 对 于提 高软化 点 较高 的特 种 高强 度 电极糊 的烧结 速 度、 防止 电极壳 过流有 一定 的作 用 。 参 考 文献 在并联 电路中电阻热 Q: - ,尺与 电阻率 - U 成 正 比,故 口反 比于 电阻 率 。电流通 过 电极壳产 生 的热量几乎立 即被冷却水带走 ,对 电极烧结毫无意 义 。只有 通过 电极糊 产 生 的热量 才 对 电极 烧 结起 作 1 中川 义信 .黄铁生 译 .关 于 自焙电极压放 的 自动控制 国外铁合金电炉计算及 自动控制译文集 .9 8 8 ~8 18 :7 9

 

 

 

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