13. Особенности производства графитированных электродов. Рабочие свойства электродов.

Ток в плавильное пространство дуговой электропечи посту­пает по электродам. Выдерживать высокие температуры и сохранять в то же время достаточную прочность и хорошую электропроводность могут только изделия из углерода. При­меняемые в электросталеплавильном производстве так на­зываемые графитированные электроды изготовляют из мало­зольных углеродистых материалов: нефтяного или пекового кокса с добавкой связующего - каменноугольного пека. Твердый углеродистый материал дробят до 40…70 мм. Раз­молотый кокс после прокаливания при ~ 1300 ос смешивают с расплавленным пеком в обогреваемых (до 150 ос) смесите­лях. Далее смесь прессуют в заготовки”зеленые элекроды” и обжигают их в газовых печах при 1300 ос, а затем в электрических печах при температурах 2500-2700 ос, достигаемых за счет про­пускания через них тока силой 60-120 кА.

Обожженные заготовки подвергают механической обработ­ке, придавая им форму цилиндра.

Удельное электросопротивление графитированных электро­дов равно 8-13 мкОм . м; В соответстии с гост допустимая плотность тока для электродов диаметром от 100 до 610 мм находится в пределах от 35 до 12-14 А/см², уменьшаясь с ростом диаметра электрода. Для высокомощных печей в по­следнее время организовано производство графитированных электродов с особо низким удельным электросопротивлением, допускающим в электродах диаметром 500-600 мм плотность тока до 25-30 А/см² (вместо 12-14 А/см² для обычных).

Электроды изготавливают в виде цилиндрических секций диаметром от 100 до 610 мм и длиной до 1500 мм. Работаю­щий на печи электрод получают соединением нескольких сек­ций. Для этого в каждом торце секций имеется гнездо с винтовой нарезкой, куда ввинчивают ниппель, соединяющий две секции (рис. 130).

В процессе эксплуатации нижняя часть электрода окис­ляется и разрушается потоком электронов дуги, т.е. элект­род укорачивается. Поэтому, с целью поддержания постоянст­ва длины дуги электрод постепенно опускают. Когда элект­рододержатель приближается к своду, производят "перепускание" электрода: разжимают электрододержатель, поднимают его вверх и захватывают (зажимают) электрод на более вы­соком уровне, чтобы можно было вновь постепенно опускать его по мере укорачивания. Периодически производят также "наращивание" электродов - к верху укоротившегося элект­рода с помощью ниппеля присоединяют очередную секцию.

Расход графитированных электродов на 1 т стали состав­ляет при основном процессе 4-9 кг, при кислом 4-6 кг.

Рис. 130. Соединение электродов при помощи цилиндрического (а) и конического (6) нип­пеля

Цена графитированного электрода около 3000 $/т

Печи постоянного тока работают на прямой полярности.

Электрод покрывают Al , порошком FeSi

Применяют охлаждение электрода

Рабочие свойства электродов

К электродам предъявляют следующие требования:

1) возможно низкое удельное электросопротивление (для уменьшения электрических потерь);

2) высокая механическая прочность на сжатие, изгиб и растяже­ние, исключающая поломки электродов;

3) высокая термостойкость, исключающая растрескивание и ска­лывание электродов (под давлением резких колебаний температуры, что особенно характерно для печей с открытой дугой);

4) возможно более высокая температура начала интенсивного

окисления на воздухе;

5) минимальное содержание золы и серы;

6) возможно более низкая стоимость, так как стоимость электродов зачастую выше платы за израсходованную электроэнергию в себе­стоимости стали.

Применяемые в ДСП и рафинировочных ФСП графитированные электроды, изготовляемые на отечественных электродных заводах, соответствуют требованиям ГОСТ 4426—80 .В зависимости от величины удельного, электрического сопротивления р различают электроды марок ЭГОО, ЭГО и ЭГ (сорт с литерой «А» изготовляют с применением химически активных веществ, что позволяет увели­чить допустимую среднюю плотность тока на 15 %).

Физические свойства графитированных элек­тродов ухудшаются с увеличением Dэд, что связано с технологией их изготовления. Электрическая проводимость и теплопроводность электродов резко изменяются с температурой, причем температурный коэффициент удельного электросопротивления до 780—830 К отрицательный, выше 830 К — положительный, т. е. р в этом температурном интервале имеет минимальное значение (до 75 % от р293). Средняя удельная теплоемкость составляет 1,6 кДж/(кг*К). Объем­ная масса графитированных электродов составляет 1550—1600 кг/м3. Важным рабочим свойством электродов является температура начала интенсивного окисления .Во избежание чрезмерного окисления внешняя часть электрода,, выступающая из-под свода ДСП, должна иметь температуру не выше 800 К.