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碳素石墨电极是什么?碳素石墨电极化验仪器及碳素石墨电极分层原因办石墨电极出口许可证
- 2020-07-01-

碳素石墨电极是电炉炼钢用的一种导电导热棒,石墨是碳元素的同素异形体,耐高温腐蚀,熔点为3652°C;下面电百科就来介绍下碳素石墨电极是什么?碳素石墨电极化验仪器及碳素石墨电极分层原因。
一、碳素石墨电极是什么?
碳素石墨电极主要以石油焦和针状焦为原料,通过添加煤沥青作为结合剂;经过煅烧、配料、混捏...机械加工等制成(制作流程图如下),并带有两个电极引出的接头。碳素石墨电极是在炼钢电炉中以电弧型式释放电能对炉料加热熔化冶炼使用的一种导电材料,在电炉炼钢过程中,需要将电能转化成热能熔钢;以前都是用铜电极作为导电材料,随着技术发展碳素石墨电极慢慢替代了铜电极。在电炉内插入碳素石墨电极需要有很强的耐高温特性,而碳素石墨电极耐高温度是铜电极的3~4倍。
碳素石墨电极特性:
1、耐高温性能好,能在炼钢炉中不会因为高温很早就融化;
2、碳素石墨电极比铜电极稳定性能好,不会在放电过程中变形,化学性能稳定,不会与炼炉中混杂的各种原料添加进去后起反应;
3、碳素石墨电极导电性能好,所耗电能少,导电导热性能好,节约单位炼钢电消耗量;
二、碳素石墨电极分层原因
碳素石墨电极分层、断裂原因主要是在冶炼过程中电极的内在质量问题、冶炼操作不当以及两者匹配性问题均易导致电极断裂发生。以下就简单描述下几种情况:
1、碳素石墨电极操作原因
1)塌料砸断电极,若冶炼过程中特别是接近熔清时炉内废钢已形成架桥结构,此时仍长时间短弧操作将产生较大塌料的侧向撞击力;发生此类事故时的一个重要特征是电极夹持点受到的作用力矩最大,电极夹持点附近折断的几率最大。若电极端部结构疏松或孔壁有暗纹、接头与孔配合不当或材质差异线膨胀系数不匹配时,发生折断的区域多集中于距电极夹持点最近接头连接区域。但当某处电极发生松脱时,交接处由于氧化加速电极变细的缘故,此处发生折断的机率同样较高。
2)共振作用折断电极,交流电弧炉每一相电流均会产生磁场,总是受到电磁力的作用,该电磁力的大小与电极电流成正比,与三相电极之间的距离成反比。电极之间的相吸或相斥作用,对电极总体上表现为以电极夹持器为支点的力矩作用。电极在冶炼过程中受到电磁力的作用是一定会产生振动的,如果电极立柱发生的机械振动频率与电磁力振动频率接近或同步,就会使电极发生共振作用,容易导致电极疲劳折断。此类原因导致的电极(接头)折断往往没有特定的规律,多发生于电极松脱处。根据对大量现场情况的整理分析,此类折断多发生在电极柱中部附近的接头处,主要原因在于此处径向温差相对较大,存在的内应力也较大的缘故。
3)夹持操作不规范导致折断电极,若电极与夹持器不能保持垂直,电极将存在附加水平分力作用;夹持面若存在异物,夹持点易产生应力集中;若电极驳接不良导致电极在驳接口的机械强度不能满足受力要求。这些不良操作极易造成电极在冶炼工作过程中折断。
2、碳素石墨电极控制原因
1)炉内电极下方有不导电物。
在电极驱动下降过程中,电极下端接触到不导电物体后,电极调节器不能准确判断电极已下降到位,但电极调节器控制电极仍继续下降,导致电极与废钢纵向挤压折断。其故障特征是:
若第一相电极碰到不导电物体,不会起弧,电极直接折断,期间出现电压不降低现象。
若第二相电极碰到不导电物体,与所述相同,同样不会起弧,电极直接折断,期间出现检测不到电流现象。
若第三相电极碰到不导电物体,则第一、二相电极有起弧,但第三相电极不会起弧就直接断电极。
2)电极调节器检测不到该相对地电压的降低,正常情况下某相电极自动下降下端接触到炉内废钢时,该相二次电压应下降到空载电压的20%以下或更低,但如果电压互感器中性点与电炉炉底外壳的连接线断开,电极调节器则检测不到该相对地电压的降低,无法判断电极已下降到位,致使电极调节器控制电极继续下降,导致电极与废钢挤压折断。这种故障主要特征为:不起弧总是断第一根电极。第一相电极下降接触到废钢后,该相电极二次电压仍基本保持不变。
3)电极调节器检测不到电弧电流,正常情况下某相电极自动下降下端接触到炉内废钢时,该相二次对地电压立即会下降到空载电压的20%以下,该相电极立即停止下降,等待第二相电极下降直至起弧。如果电极起弧后而电极调节器检测不到电弧电流,或者电弧电流很小,则电极调节器将控制第二相电极继续下降,于是将导致第二相电极与废钢挤压折断。这种故障主要特征为电极起弧后总是断第二根或第三根电极。
4)电极调节器液压驱动机构状况异常,
在电极自动下降过程中,当某一相电极下端接触到炉内废钢时,该相电极应该立即停止下降。如果液压驱动机构的制动力变小或者系统的延时系数设置变大,则会延迟电极执行机构的动作即时到位,电极端头与废钢可能发生较大碰撞,导致电极折断。这种断电极故障具有随机性。当电极液压驱动机构状况异常时,这种故障主要特征为冶炼过程中,三相电极负荷电流出现极度不平衡、不稳定和波动大。
3、碳素石墨电极内在质量原因
1)接头折断的原因:
接头在电极炼钢时起着连接的关键作用,接头质量的好坏直接关系到电极在电炉炼钢时的使用。石墨电极和接头形成的连接区是电、热、机械载荷较大且复杂的部位,也是常见断裂的部位,据有关资料表明,在电炉炼钢中,8O%以上的电极使用事故是由接头折断或松动脱扣造成的。就接头质量本身而言出现折断主要有以下几个方面的原因:接头体积密度低,则强度普遍较低,使用时易造成折断;比电阻偏高,通电时接头部位温度升高较快,会造成电极连接处接头部位热应力较大出现折断机率增加;接头的抗折强度不够;内裂接头混入到成品接头中形成成重大的使用隐患;接头与电极加工精度指标没有合理匹配,也容易出现折断现象。
2)电极折断的原因:
通常电极发生折断的机率较低,发生电极折断主要有以下几个方面的原因:电极螺孔有质量缺陷;电极的体积密度和强度不够;电极与接头指标、加工精度不匹配;电极端部产生深度裂纹是由于电极的抗热震性能太差造成的;另外内部存在横裂纹的电极混入到成品中未检出,存在很大折断风险。
三、碳素石墨电极化验仪器
碳素厂石墨电极厂化验电极质量先从外观质量来看,表面掉块儿和空洞不能多于两个,且直径应小于1-2厘米,接头及接头孔到电极底部不能有空洞和裂纹,接头及接头孔螺纹的掉块儿最多一处,其长度不得大于2-3厘米。电极表面不允许有横向裂纹,宽0.3-1mm的纵向裂纹不大于电极直径的5%,不允许多于两条。电极表面的黑皮面积其宽度小于电极周长的十分之一,长度小于电极长度的三分之一,电极的理化指标和电流负荷应达到标准要求。 
碳素石墨电极化验仪器配置如下检测分析仪器设备(仅供参考):
1:电阻率测定仪。检测石墨电极产品电阻率。 
2:智能程序控温马弗炉。精确检测石墨碳素产品灰分。 
3:抗折强度测定仪。检测石墨电极产品的抗折强度。 
4:激励器,接收器,驱动回路,检测回路。 
5:试样支架及玻璃干燥器、吸潮剂。 
6:游标卡尺、千分尺及塞尺。 
7:电热恒温鼓风干燥箱。 
8:大称量电子天平0.01g/2000g。 
9:热膨胀系数检测仪。 
10:温度表0-1000度。千分表 量程0-1mm 精度0.001。 
其他可选检测化验仪器设备包括:大卡热量机、测硫仪、电子分析天平、粉碎制样机(研磨制样机)等等。

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