电极糊技术工艺发展趋势分析
第一节 产品技术发展现状
电极糊根据配方不同又可分为两类:
标准和非标准电极糊(代号THD):标准电极糊主要用于开放式铁合金炉和中小型电石炉,采用中温沥青为粘结剂;非标准电极糊主要用于大型开放式电石炉,其干料颗粒组成与标准电极糊相同,但为了适当提高电极糊的烧结速度,在中温沥青中加入少量焦油后作粘结剂。
密闭糊(代号THM):这类电极糊适用于密闭式斩铁合金炉、电石炉和其他冶金炉。密闭糊用无烟煤作主要原料,为了提高电极糊的烧结性能,需加入少量的石墨碎和石油焦,并采用低软化点的粘结剂。
自焙电极技术为电石炉核心技术之一,以前影响我国电石炉向大型化发展的一个主要原因就是大型自焙电极技术不过关。由于大型自焙电极直径较大,工作端较长,对电极设备的要求较高。首先是电极把持系统导电性能要求可靠,电极能有效的进行石墨化焙制,能够与电极消耗速度相匹配;同时,大型自焙电极重量较大,要求电极压放装置能够可靠的抱紧并压放电极,既要避免夹持力小而发生电极下滑现象,又要避免夹持力过大而夹瘪电极壳,大型电石炉对电极技术要求较高。
以前国内电石炉大型化发展较为缓慢,此方面的设计尝试较少,工艺参数确定经验不足。
大型密闭电炉对电极糊的理化性能要求较高,如果电极糊的灰分及强度指标较差,满足不了大型密闭电石炉的生产要求。
第二节 产品工艺特点或流程
电极糊在制作过程中应注意的几个问题:
糊料混合是在卧式双辊混捏轨上进行的,混捏的目的是填充固体碳素料颗粒的间隙并使分散的固体颗粒表面涂上一层粘结物,将其颗粒粘结在一起,混捏成均匀糊料。把配好的固体料放在混捏机内搅拌30min,使糊料混合均匀,糊温达到115-140℃,可将糊料送往成型。
电极糊中的无烟煤占50%,无烟煤破碎成较大的粒度,一般在20mm以下。控制粒度组成的目的,使颗粒之间互相填充最为密实,因此得到强度大,导电性好的电极。
粘接剂的加入量不能过少,少了在制造电极糊搅拌时不易均匀,电极烧结以后强度不够。也不能太多,多了电极糊会过稀,在烧结过程中会造成颗粒分层,组织不均匀。制造电极糊时,粘接剂加入量为固体料的20-24%。
在电极糊内加入部分石墨可以增加其可塑性,改善压型条件(减少糊与压料壁和压缩嘴壁之间摩擦,以及减少糊本身本的摩擦),这样就可能获得更为致密的制品。加入少量(5-10%)的石墨,可增加制品的导电系数、导热系数和热稳定性。因此,生产电极糊时在标准中配加石墨化焦,在封闭糊中配加石墨碎。
我国电极糊技术与国外相比差距还是很大的。国外在自焙电极技术方面已相当成熟,过去我国都是引进过外技术。
大型密闭电石炉需要一套完备的检测、控制系统,以前国内此方面的技术经验还不足,随着炉型的增大,电炉配料及操作上也有一定的特殊要求,以前国内电石生产中此方面积累经验较少。
近年来国内在自焙电极技术方面发展迅速,特别是组合把持器技术的进一步开发,解决了国内以前在大型自焙电极上难以解决的电极容易自动下滑及导电均匀性差的问题,现在国内已成功设计出直径1.4米的自焙电极,并取得了很好的使用效果,同时也进行了电极长工作端生产的尝试,曾创造电极工作端长度在2.6米的情况下连续稳定运行的纪录,并解决了电极软断、硬断问题,为电石炉大型化提供了保证。
目前国内电极糊质量不断提高,且一些厂家的电极糊已卖到国外应用于大型电炉,电极糊质量的提高,为大型电石炉的建设创造了基础。
我们目前已经具备开发建造大型密闭电石炉的基础,而且国内正在进行开发设计,不久的将来,国内将建成一批40MVA大型密闭电石炉,在此基础上,我们还将努力开发出60MVA大型密闭电石炉。
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