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石墨化电极在炼钢中的应用

发表时间:2024-03-20 访问量:2565

自20世纪以来,汽车、飞机、机械、电机等产业对特种钢的需求量急剧增加。因而促进了电炉炼钢的发展。20世纪50年代后电炉炼钢朝着大型化和超高功率(UHP,Ultra High Power)发展,使生产率得到提高,并开发了从废钢冶炼普通钢的炼钢方式。电炉炼钢法与高炉-转炉法相比,有可根据需求灵活性地变动品种,而且投资成本低,建设周期短,从而得以急速发展。特别是在I960年以后,开始用废钢生产普通钢,进一步促进了电炉炼钢。1980年代开发了大型直流电炉。我国现在钢产能每年可达2亿多吨,成为产能一大国,产能远远超过需求。但电炉炼钢占的比重还不高,特种钢还需发展。日本到1994年的电炉钢产量已达到3030万吨,占粗钢总产量的31.2%。人造石墨电极在电炉炼钢中作为电的导体使用,对电炉炼钢的发展起着支撑性作用。虽说电炉炼钢的飞跃发展是得益于众多周边技术的进步,但能够使用大规格电极,实现直流UHP操作,起决定性作用的还是人造石墨电极性能的提高。即:使用高质量的针状焦和改质沥青黏结剂,开发了低线膨胀系数、低电阻率、耐热冲击性好、机械强度高的优质UHP电极,才实现了耐高电能负荷、有可能进行大直流(电流)操作。

95%以上的人造石墨电极是作为电炉炼钢的电极消耗,因此电极产量与电炉钢产量成正比变化。石墨电极的需求量(如图5-13和图5-14所示)取决于电炉钢产量的电极消耗。日本电极炼钢单耗随年代的变化如图5-15所示,逐年降低。在电炉炼钢高速发展之前的I960年为9.3kg/t,1978年降为5kg/t,1989年降至3kg/t,到1994年甚至降到了2.82kg/t,我国炼钢电极消耗高于日本,一般在4.5〜5.5kg/t。这里面除了电炉大型化,生产率提高和提高了电炉炼钢操作技术外,很大程度上得益于采用针状焦的高质量电极。就整个世界而言,随着电炉钢的增加和电极单耗的下降,人造石墨电极的需求可能是保持不变或略有增加的趋势。

5.2.2电极的使用与操作规程

首先概述使用人造石墨电极最多的炼钢用电弧炉和电极的作用。在粗钢生产中有平炉、转炉和电炉三种方法。在日本平炉已被淘汰,世界上也是同样的趋势。表5-7为高炉-转炉炼钢法与电炉炼钢法的比较。虽然电炉炼钢的生产率为转炉的1/5,但其具有可使用废钢或还原铁饼等特点,因此世界各国电炉钢的生产比率都在提高。电炉炼钢是从交流炉开始发展起来的,但最近新建的电炉以直流炉为主。电弧电流的变化可产生像白炽灯荧光灯以致电视屏幕等那样的闪烁,但直流炉的亮度闪耀只有交流炉的一半以下,上部只用一根人造石墨电极,易实现自动化操作,并具有电极消耗低等优点。电炉炼钢是使电极和装入的废钢之间产生电弧,并以此为热源,溶解废钢,氧化除去熔钢中的杂质,调整成分,在此之后进行出钢的方法。操作大体分为装料期、溶解期、氧化期、除渣期、岀钢期。



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