《电极材料》PPT课件

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1、电极材料1.1电极电极是铁合金电炉的关键性部件，是短网的一部分。铁合金电炉冶炼就是通过电极，将来自电网经过炉用变压器变为低电压、大电流的电能输送到炉内，并通过电极电弧和炉料电阻，熔融炉渣和金属的电阻，把电能转变成热能，以满足冶炼所需的高温条件和补充化学反应所需的热量。2.1.1电极的分类、性能及其用途2.1.1.1电极的分类(1)对电极材料的要求：导电性要好，比电阻（长为1m，横截面积为1mm2的导体的电阻值，单位为Ω·mm2/m）要小，以减少电能的损失，减少短网压降，提高有效电压，提高熔池功率；熔点

2、要高；线膨胀系数要小，当温度急变时不易变形，不能因温度变化带来的内应力产生细小的裂缝而增加电阻；高温下要有足够的机械强度；杂质含量要低，而且杂质不污染所熔炼的产品。来源广、价格低廉的碳质还原剂同时具备上述各要求，是一种良好的电极材料。2.1.1电极的分类、性能及其用途(2)分类碳质电极按其加工制作工艺不同分为三种：碳素电极、石墨电极和自焙电极。碳素电极是以低灰分的无烟煤、冶金焦、沥青焦和石油焦为原料，按一定的比例和粒度组成，混合时加人粘结剂沥青和焦油，在适当的温度下搅拌均匀后压制成型，最后在焙烧炉中缓

3、慢焙烧制得。石墨电极以石油焦和沥青焦为原料制成碳素电极，再放到温度为2000～2500℃的石墨化电阻炉中，经石墨化而制成。自焙电极是用无烟煤、焦炭以及沥青和焦油为原料，在一定温度下制成电极糊，然后把电极糊装入已安装在电炉上的电极壳中，经过烧结成型。这种电极可连续使用，边使用边接长边烧结成型，自焙电极因工艺简单、成本低，因此被广泛用于铁合金电炉、电石炉等。自焙电极在焙烧完好后，其性能与碳素电极相差不大，但其制造成本仅为石墨电极的1/8，是碳素电极的1/3。2.1.1.2电极的主要性能2.1.1.2电极的

4、主要性能2.1.1.2电极的主要性能2.1.2自焙电极的制作自焙电极由电极壳和电极糊构成。自焙电极的外壳由薄钢板焊接成，安装在使用电极的电炉炉膛顶上，加入壳内的电极糊经高温焙烧制成自焙电极。自焙电极没有接头（而石墨电极接头占15%-20%)，直径可大些，生产工艺较简单，成本低廉。2.1.2.1电极壳作用赋型和保护电极不受氧化；作为导电元件，当电极未烧好时能承受大部分电流，起导电作用；下放电极时，承受整个电极的自重，并能提高电极的机械强度。电极壳的钢板用碳素钢板制作，不能用生锈变质的钢板。2.1.2.1

5、电极壳2.1.2.2电极糊(1)原料制造电极糊的原料由固体碳素材料和黏结材料组成，电极糊质量的好坏，与材料配方及工艺有关。固体碳素材料有无烟煤、冶金焦、石油焦、沥青焦及碎石墨电极；黏结材料有沥青和煤焦油，加入煤焦油是为了调整软化点。电极糊中的粘结剂在烧结过程中分解成挥发物排除，残碳转变为坚固的焦炭网，起焦结作用，使电极成为坚硬的整体。2.1.2.2电极糊无烟煤要求灰分小于8%，挥发物含量小于5％，含硫量低。需用竖炉或回转窑在隔绝空气的条件下，经1200℃煅烧；18-24h，除掉挥发分，增加热稳定性和导

6、电性，提高强度。‘无煤烟的优点是价格低、含碳高、挥发分少、机械强度高、致密。冶金焦的灰分要小于14%，用时需经低温煅烧和烘干。石油焦是由石油残渣经焦化制得。沥青焦是以炼焦油为原料，经高温干馏或延迟焦化而制得。要求两种焦灰分均小于1%，沥青焦的挥发物含量通常小于1%，而石油焦挥发分含量要小于7%，两种焦均需煅烧后才能使用。沥青是由炼焦油初步分馏所得的沸点大于360℃的残留物，俗称柏油，根据其软化点又分为硬沥青、中沥青和软沥青，生产电极糊通常采用的是软化点为65～75℃的中沥青，含游离碳为18％-25%，

7、挥发分55%,-70%，灰分小于0.5%，水分小于5%。煤焦油是由煤干馏而得到的褐色到墨色的油状产物。要求含水量小于4%，灰分不大于0.15%，游离碳含量不大于10%。沥青和煤焦油都需要脱水后使用。电极糊的配方2.1.2.2电极糊2.1.2.2电极糊（2）电极糊的生产过程2.1.3自焙电极的烧结自焙电极的烧结过程是随着温度的升高，黏结剂逐渐分解排出挥发物的过程。2.1.3.1自焙电极的烧结2.1.3.1自焙电极的烧结第一阶段称为软化段，温度从室温升到200℃，电极糊由块状熔化。此间，仅其中的水分和低沸

8、点的成分开始挥发。第二阶段称为挥发段，温度从200℃升至600，此间已全部熔化的液态电极糊中的粘结剂全部开始分解、气化，排出挥发物，尤其在400℃左右进行得更为激烈，电极糊由可塑性状态逐渐变成固态。第三阶段称为烧结段，温度从600℃升到800℃，此时少量的残余挥发物继续挥发，经4-8h，当电极从铜瓦中出来后，电极烧结基本结束。2.1.3.2电极在烧结过程中的物理化学变化电极糊在烧结过程中，随着温度升高，挥发物含量逐渐降低。电极糊在低温时比电阻很大，在焙烧