专利名称：用于大型钛渣电炉的自焙电极及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及电炉冶金领域，具体涉及一种用于大型钛渣电炉的自焙电极以及该自焙电极 的生产工艺。
技术背景电炉冶炼时，从炉子变压器输出的电流，经过短网、铜瓦等大电炉导电系统，最后通过 电极进入炉内熔池，产生电弧热和电阻热。电极是电能转换热能的终端，是电炉的"心脏" 。电极分为碳素电极、石墨电极和自焙电极。其中自焙电极价格低，在冶炼电炉上使用自焙 电极可以大幅度降低生产成本，因此使用比较普遍。如图l，现有自焙电极的生产过程为将电极糊加入电极壳l，使电极糊上下堆积在电极 壳1内，然后通过导电元件3向电极壳1通电，电流从电极壳l经过并传递部分电流至电极糊， 使电极糊内产生电阻热，电极糊利用本身通过电流产生的电阻热和电极壳通过电流发热以及 炉膛内的热能进行焙烧，使电极糊发生一系列的软化、挥发分逸出、烧结而最终形成导电性 好的自焙电极。由于电极糊所产生的电阻热由下至上传导使电极糊下端的温度始终高于电极糊上端的温 度，因此电极糊下端先于电极糊上端形成自焙电极。在电极糊的焙烧过程中电极糊通过压放 装置2不断向下移动，从底环4出来的部分即为最终成型后的自焙电极。底环4以下的部分称 为电极工作端5。电极工作端5在使用过程中不断消耗。为了维持电极工作端5的高度，保证 自焙电极的正常使用，必须不断对电极糊进行补充。底环4以上部分为电极糊柱，电极糊柱 下端在电极糊柱的整体压力和高温下逐渐转变为自焙电极并通过压放不断从底环4压出成为 电极工作端5;电极糊柱的上端又不断的补入电极糊，因此电极糊柱的高度始终处于动态平 衡状态。电极糊柱高度直接影响电极糊柱下端电极糊所受到的压力，对焙制处的自焙电极性 能产生影响。现有用于大型电炉的自焙电极生产时将电极糊柱高度控制在2.5 3.5mm。因为 如果电极糊柱高度过高，焙制出的自焙电极的体积密度高，但容易形成悬糊；如果电极糊柱 高度过低，焙制出的自焙电极的体积密度低，以至容易掉块、断头等，同时还容易形成稀糊电极糊由无烟煤、冶金焦或石油焦做骨料，适当配加石墨碎，用煤沥青或配加煤焦油作 粘结剂充分混匀制成。电极糊中的挥发分是指电极糊中易挥发的物质，焙烧时挥发分会逐渐挥发。目前，焙制用于大型电炉的自焙电极时通常将电极糊中挥发分的重量百分比控制在 12.0% 15.5%。因为如果挥发分含量过高，则电极焙烧速度快，电极疏松、体积密度低， 强度低；如果挥发分过低，则电极焙烧速度慢，焙烧速度跟不上消耗，影响自焙电极的性能
大型电炉是指额定功率》10000KVA的电炉。现有用于大型电炉的自焙电极其直径可达到 1000mm以上，体积密度为1.38g/cn^ 1.42g/cm3。该自焙电极的抗折强度为4. 5Mpa左右，耐 压强度为15Mpa左右。该自焙电极主要用在大型铁合金电炉上，而在大型钛渣电炉上未采用 该自焙电极，原因是钛渣冶炼整体生产技术落后，大型钛渣电炉冶炼钛渣的工艺是间断冶 炼，炉况波动大，电极升降频繁，对电极工作端高度要求高，因此要求焙制出的电极具有较 高的机械性能，以满足大型钛渣间断式冶炼工艺的恶劣工况条件。在大型钛渣电炉上，如果 按照现有焙制电极的方法，焙制出的自焙电极机械性能较低，无法适应大型钛渣电炉冶炼工 况条件，容易发生开裂、掉块、硬断等重大事故，导致生产无法顺利进行。而目前常规的提 高自焙电极机械性能的方法是增大自焙电极的直径，但增大自焙电极的直径必须在适度的范 围内进行，否则反而会由于自焙电极重量的增加导致电极糊柱的软断。因此通过增大自焙电 极的直径只能轻微的提高自焙电极的机械性能，还未能达到满足大型钛渣间断式冶炼工艺的 恶劣工况条件的标准。因此，在目前的大型钛渣电炉中，均采用的是石墨电极来进行冶炼。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种机械性能高的用于大型钛渣电炉的自焙电极及其 生产工艺。
解决上述技术问题的技术方案是用于大型钛渣电炉的自焙电极，采用电极糊焙烧而成
，该自焙电极的直径为800mm 1200mm，体积密度为l. 45g/cm3 1. 5 g/cm3。 进一步的是，自焙电极电极工作端的高度为l. 8m 2. 5m。
用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，将加入电极壳内的电极糊进行焙烧形成自焙 电极，将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12. 5% 15%，将电极糊柱高度控制在4m 4. 5m。
进一步的是，按20mm 30mm/h的平均速度压放，使电极工作端的长度保持在l. 8m
2. 5m;按40kg 50kg/h的平均速度向电极壳内加入电极糊。
进一步的是，向电极壳内加入电极糊的平均速度与压放的平均速度的比值为l. 5 1. 7。 本发明的有益效果是本发明的用于大型钛渣电炉的自焙电极的直径为800mm 1200mm
，体积密度为1.45g/cm3 1.5 g/cm3，使该自焙电极的抗折强度〉5. 5Mpa，耐压强度〉19Mpa，机械性能能够适应大型钛渣电炉冶炼工况条件。采用本发明的用于大型电炉的自焙 电极的生产工艺，将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.5% 15%，将电极糊柱高度控 制在4m 4.5m，能够焙制出机械性能高、可适应大型钛渣电炉冶炼工况条件的自焙电极， 使大型钛渣电炉能够采用自焙电极进行冶炼，大幅度降低电炉的生产成本，并且在焙制过程 中不会形成悬糊，电极焙烧速度较快。
图l为焙制自焙电极的工作示意图。图中标记为电极壳l，压放装置2，导电元件3，底环4，电极工作端5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。本发明的用于大型钛渣电炉的自焙电极，采用电极糊焙烧而成，该自焙电极的直径为 800mm 1200mm，体积密度为l. 45g/cm3 1. 5 g/cm3。本发明的用于大型钛渣电炉的自焙电 极其体积密度为1.45g/cm3 1.5 g/cm3，使自焙电极的抗折强度〉5. 5Mpa，耐压强度〉 19Mpa。这样，自焙电极的机械性能就能够适应大型钛渣电炉冶炼工况条件。如图l，为了更好的使自焙电极满足大型钛渣电炉冶炼工况条件，保证自焙电极有足够 长的工作端来工作，自焙电极电极工作端5的高度为1.8m 2.5m。由于自焙电极的抗折强度 〉5. 5Mpa，耐压强度〉19Mpa，因此将自焙电极工作端5的高度设定为1. 8m 2. 5m后，仍可保 证电极工作端5有足够的机械性能能够适应大型钛渣电炉冶炼工况条件。本发明用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，将加入电极壳l内的电极糊进行焙烧 形成自焙电极，将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12. 5% 15%，将电极糊柱高度控制 在4m 4.5m。挥发分含量过高，电极焙烧时流动性过好，收縮大，体积密度低，机械强度 低，在冶炼过程中容易发生断裂；挥发分含量过低，电极焙烧时流动性差，容易形成悬糊， 导致电极分层，密度不均匀，容易形成裂纹及硬断。通过对不同挥发分的电极糊进行实验研 究，将挥发分控制在12.5% 15%之间，自焙电极的情况更为稳定。将电极糊柱高度控制在 4m 4.5m，是为了使焙制出的自焙电极具有较高的机械强度和较小的气孔率，而不是呈多 孔的疏松状态。因此将电极糊柱高度控制在4m 4.5m，使整个烧结过程在一定的压强下进 行。采用本发明的用于大型电炉的自焙电极的生产工艺，将电极糊中挥发分的重量百分比控 制在12. 5% 15%，将电极糊柱高度控制在4m 4. 5m，能够焙制出机械性能高、可以可适 应大型钛渣电炉冶炼工况条件的自焙电极，使大型钛渣电炉能够采用自焙电极进行冶炼，大 幅度降低电炉的生产成本，并且在焙制过程中不会形成悬糊，电极焙烧速度较快。5为了保证电极的压放速度与加糊速度相匹配，按20mm 30mm/h的平均速度压放，按 40kg 50kg/h的平均速度向电极壳l内加入电极糊。电极工作时要求焙烧速度与消耗速度相 匹配，焙烧速度大于消耗速度，则电极出现过烧的情况；焙烧速度小于消耗速度，则电极会 出现漏糊、软断等事故。按20mm 30mm/h的平均速度压放能使电极工作端5的高度保持在 1. 8m 2. 5m;按40kg 50kg/h的平均速度向电极壳l内加入电极糊可保证焙制出的自焙电极 达到较好的质量。向电极壳l内加入电极糊的平均速度与压放的平均速度的比值最好控制在l. 5 1. 7，可 以进一步保证电极的焙烧速度与消耗速度匹配，同时保证电极的糊柱高度不会发生异常。
权利要求
1.用于大型钛渣电炉的自焙电极，采用电极糊焙烧而成，其特征是该自焙电极的直径为800mm～1200mm，体积密度为1.45g/cm3～1.5g/cm3。
2.如权利要求l所述的用于大型钛渣电炉的自焙电极，其特征是自 焙电极电极工作端(5)的高度为1.8m 2. 5m。
3.用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，将加入电极壳(1)内 的电极糊进行焙烧形成自焙电极，其特征是将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12. 5% 15%，将电极糊柱高度控制在4m 4. 5m。
4.如权利要求3所述的用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，其 特征是按20mm 30mm/h的平均速度压放使电极工作端(5)的高度保持在l. 8m 2. 5m;按 40kg 50kg/h的平均速度向电极壳(1)内加入电极糊。
5.如权利要求4所述的用于大型钛渣电炉的自焙电极的生产工艺，其 特征是向电极壳(1)内加入电极糊的平均速度与压放的平均速度的比值为1.5 1.7。
全文摘要
本发明公开了电炉冶金领域中一种机械性能高的用于大型钛渣电炉的自焙电极及其生产工艺。该自焙电极采用电极糊焙烧而成，其直径为800mm～1200mm，体积密度为1.45g/cm<sup>3</sup>～1.5g/cm<sup>3</sup>。该自焙电极其抗折强度＞5.5MPa，耐压强度＞19MPa，可适应大型钛渣电炉冶炼工况条件。该自焙电极的生产工艺是将加入电极壳内的电极糊进行焙烧形成自焙电极，并将电极糊中挥发分的重量百分比控制在12.5％～15％，将电极糊柱高度控制在4m～4.5m。采用上述工艺可以焙制出机械性能高，可适应大型钛渣电炉冶炼工况条件的自焙电极，使大型钛渣电炉能够采用自焙电极进行冶炼，大幅度降低电炉的生产成本。
文档编号H05B7/00GK101325828SQ20081030276
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者何查克, 峰 刘, 吴相权, 周家琮, 孟长春, 勇 张, 张连和, 王亚夫, 秦兴华, 符凯军, 陈永明, 勇 马, 黄兴建, 黄北卫 申请人:攀钢集团钛业有限责任公司