三相多根挤压大规格石墨电极布局大容量黄磷炉冶炼系统的制作方法

本实用新型涉及一种石墨电极应用大容量黄磷炉的冶炼方法，特别是涉及一种三相多根挤压大规格石墨电极布局大容量黄磷炉冶炼系统。

背景技术：
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目前，国内大容量黄磷炉电炉多采用三相六根石墨电极生产法。12500KVA/7500t黄磷炉采用三相6根φ500mm石墨电极生产，25000KVA/12500t黄磷炉采用三相6根φ600mm或φ700mm石墨电极生产，该电极均为RP或HP石墨电极，因石墨电极生产黄磷，设备成熟，黄磷质量好，生产成本低，大家都习惯或非常受欢迎。因石墨电极受最大规格φ800mm的限制，黄磷炉若向更大型发展，若能采用三相9根或12根挤压φ600～φ800mm高品质挤压石墨电极在大型黄磷上应用，就可解决2万吨甚至4万吨黄磷装置问题，能更好地为企业降低成本，提高效益！

技术实现要素：
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本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、通电截面增大、极大节约电能和电极消耗、导电性能好且安全性高的三相多根挤压大规格石墨电极布局大容量黄磷炉冶炼系统。

本实用新型的技术方案是：

一种三相多根石墨电极布局大容量黄磷炉送电冶炼系统，包括黄磷炉，所述黄磷炉上设置有炉盖，变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少三根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少三组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；根据黄磷炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，所有的所述高品质挤压石墨电极从黄磷炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内合理布局输电做功，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，能极大节约电能和电极消耗。

所述高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点是精选原料、压型工艺和石墨化工艺，所述压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；所述石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm²的大型LWG串接石墨化生产方法。

所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅰ的产品技术指标为：电阻率7～9µΩ·m，体积密度1.62～1.70 g/cm³，抗折强度6～9 MPa，弹性模量6～10 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.5～2.4×10^-6/℃，灰分≤0.3%，允许电流密度＜12 A/cm²；或者，所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅱ的产品技术指标为：电阻率5～7µΩ·m，体积密度1.70～1.77 g/cm³，抗折强度9～14 MPa，弹性模量8～14 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.2～2.0×10^-6/℃，灰分≤0.15%，允许电流密度＜20 A/cm²。

所述黄磷炉为容量30000KVA且年产能15000t时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600mm且数量为9根；所述黄磷炉为容量40000KVA且年产能20000t时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ700mm且数量为9或者直径为Φ600mm且数量为12根；所述黄磷炉为容量60000KVA且年产能30000t时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ700mm且数量为12根或者直径为Φ800mm且数量为9根；所述黄磷炉为容量80000KVA且年产能40000t时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ800mm且数量为12根。

所述变压器二次侧三相接线端的每一相分为三根、四根或五根相互并联的电极接线端，所述黄磷炉的炉内形状是圆形、四边形或边数大于四的多边形。

三相九根石墨电极沿圆周均布且间位于三个正三角形的顶点上，或者，三相九根石墨电极采用两个相互交接的等圆设置，其中一个圆上均布有六个石墨电极，或者，三相九根石墨电极采用两排间隔设置，一排为五根，另一排为四根，成等腰梯形式设置。

三相十二根石墨电极采用三个相互交接的等圆设置，每一个圆上均布有六个石墨电极，或者，三相十二根石墨电极采用两排间隔设置，每排均为六根且成平行四边形设置。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用多根高品质挤压石墨电极的电炉送电结构，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，能极大节约电能和电极消耗，并保护电炉在较长时间内稳定、高产、低耗，大幅度提高经济效益。

2、本实用新型因采用挤压高品质挤压石墨电极，抗折强度高，联接导电性能好等优点，还有极易采用自动化调节电极在炉内的各种供电参数变化，有效避免塌料事故发生，可彻底杜绝因产品质量造成的安全生产事故。

3、本实用新型高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点：精选原料、压型工艺和石墨化工艺。压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm²的大型LWG串接石墨化生产方法，因而高品质挤压石墨电极相对于其它电极所具有结构均匀、导电性好、高密高强、承受电流密度高、低灰分等性能优点。

4、本实用新型根据黄磷炉容量来选择高品质挤压石墨电极的直径和数量，既能充分利用高品质挤压石墨电极的功效，又能节约能耗。

5、本实用新型采用高品质挤压石墨电极在大型黄磷炉上应用，能够满足黄磷冶炼向大容量、高效低能耗、节能减排方向发展，其适用范围广，易于推广实施，经济效益明显。

附图说明：

图1为本实用新型三相九根挤压大规格石墨电极平面布局结构图之一；

图2为本实用新型三相九根挤压大规格石墨电极平面布局结构图之二；

图3为本实用新型三相九根挤压大规格石墨电极平面布局结构图之三；

图4为本实用新型三相十二根挤压大规格石墨电极平面布局结构图之一；

图5为本实用新型三相十二根挤压大规格石墨电极平面布局结构图之二。

具体实施方式：

实施例：参见图1—图5，图中， A、B，C代表变压器的三相，A1-A4代表A相的不同石墨电极，B1-B4代表B相的不同石墨电极，C1-C4代表C相的不同石墨电极。

三相多根挤压大规格石墨电极布局大容量黄磷炉冶炼系统，其技术方案是：

a、将变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少三根相互并联的电极接线端，每一电极接线端分别与一个高品质挤压石墨电极（简称石墨电极）连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少三组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；

b、根据黄磷炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，将所有的高品质挤压石墨电极从黄磷炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；

c、三相多根高品质挤压石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，能极大节约电能和电极消耗。

高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点是精选原料、压型工艺和石墨化工艺，压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；所述石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm²的大型LWG串接石墨化生产方法。

变压器二次侧三相接线端的每一相分为三根、四根或五根相互并联的电极接线端，黄磷炉的炉内形状是圆形、四边形或边数大于四的多边形。

三相九根石墨电极沿圆周均布且间位于三个正三角形的顶点上（如图1所示），或者，三相九根石墨电极采用两个相互交接的等圆设置，其中一个圆上均布有六个石墨电极（如图2所示），或者，三相九根石墨电极采用两排间隔设置，一排为五根，另一排为四根，成等腰梯形式设置（如图3所示）；三相十二根石墨电极采用三个相互交接的等圆设置，每一个圆上均布有六个石墨电极（如图4所示），或者，三相十二根石墨电极采用两排间隔设置，每排均为六根且成平行四边形设置（如图5所示）。

本实用新型由于采用多根高品质挤压石墨电极的电炉送电结构，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，能极大节约电能和电极消耗，并保护电炉在较长时间内稳定、高产、低耗，大幅度提高经济效益。

黄磷炉容量与本实用新型石墨电极直径及数量的对应关系如表1所示：

表1

本实用新型高品质挤压石墨电极的产品技术指标如表2所示：

表2

对原有企业，供电用变压器不变时，可采用炉用变压器二次侧三相接线端一相分三根或四根并联接线端，联接炉内三相9根或12根石墨电极呈等边三角形导电回路平面布局，使三相多根石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功。

对新建黄磷矿热炉，新上供电用变压器也可设计为二次接线端相同极性的分为三组或四组，联接炉内三相9根或12根石墨电极呈等边三角形导电回路平面布局，使三相多根石墨电极在炉内均匀合理布局输电做功。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。