礦熱爐用擠壓大規格Φ600~800mm石墨電極研制可行性分析

從技術層面、市場需求、節能環保等方面對研制擠壓大規格Φ600~800mm高品質石墨電極(GHP)的可行性進行分析,并配套應用三相6根以及9根或12根電極供電布置在大容量礦熱爐上冶煉新技術,改變礦熱爐冶煉落后技術,有效發揮GHP 石墨電極優質特點,實現礦熱爐大功率、大容量、節能減排、平安有效、低成本冶煉生產,為企業技術創新升級轉型探索一條新的途徑。
近幾年,電石、鐵合金、工業硅、黃磷、磨料等礦 熱爐行業,因受環境保護、節能減排、平安、成本等方面影響,大部分企業經營不暢。目前,國內礦熱爐行業冶煉技術水平同質化嚴重,經營較好的企業不是靠技術創新領導企業進步,而是靠優惠政策和資源優勢維持生存和發展。國內大型電石、鐵合金礦熱爐還在沿用上世紀80年代從國外引進的采用炭素初級產品——自焙電極技術進行生產;工業硅行業冶煉還在向直徑大于1200mm的振動成型炭電極和普通石墨電極上發展;黃磷冶煉行業盡管有所突破,但還在低質低價的普通石墨電極上打轉;磨料冶煉行業也是采用低質低價的石墨電極,大部分是小容量冶煉。這種狀況和發展趨勢顯然不符合“中國制造2025”我國戰略對基礎工業技術升級規劃要求,這就要求礦熱爐行業必須創新發展,實現整體突破,從而促進企業技術升級創新轉型發展。河南科峰炭材料有限公司經過多年的探索和研究,整體分析礦熱爐各行業生產技術特點,研制相適宜的擠壓大規格Φ600~800mm高品質石墨電極(以下簡稱GHP電極),并配套開發一種新的冶煉技術,即在大型礦熱爐上布置應用三相6根以及9根或12根GHP電極供電,同時優化冶煉運行技術條件,有效發揮GHP石墨電極結構好、強度高、導電佳、低灰分等優點,實現礦熱爐行業大功率、大容量、節能減排、平安有效、低成本冶煉生產,徹底改變礦熱爐冶煉技術落后現狀,為企業技術創新升級轉型探索一條新的途徑,助力綠色經濟良性循環發展。
1 擠壓大規格高品質Φ600~800mm石墨電極適宜性分析
擠壓大規格高品質Φ600~800mm石墨電極過去因擠壓成型、石墨化、機加工裝備、工藝技術、價格等因素影響,很少在20000kVA以上大型礦熱爐上應用?,F在我國35MN以上大型炭素擠壓機有10臺以上,大型LWG石墨化系統以及機加工系統使生產高品質Φ600~800mm石墨電極技術已不受限制。能夠生產Φ600~800mmUHP石墨電極制造商均具有研制生產高品質GHP石墨電極的能力。若能在大型礦熱爐上應用三相6根以及9根或12 根GHP電極供電,就可滿足大容量40000kVA以上礦熱爐生產。根據電石、鐵合金、工業硅、黃磷、磨料等礦熱爐不同爐況運行要求,研制指標適宜的擠壓Φ600~800mmGHP石墨電極,相對其他冶煉導電電極其理化指標更優,直徑合適,制造容易,性價比適宜。
1)性能指標優良
研制的擠壓GHP石墨電極與國產G級炭電極、國外UCAR炭電極、礦熱爐用振動成型石墨電極技術指標對比見表1。
從表1可以看到,擠壓GHP石墨電極其理化技術指標優于其他電極。因大型壓機可連續自動化擠壓多根電極達到7~9t產品,產品會更均質,性能指標更優。若以優質針狀焦作為擠壓GHP石墨電極原料,則石墨電極的各向異性、高導電性、均質、高密高強、低灰分等性能可以滿足不同冶煉客戶的需求。
2)滿足不同冶煉客戶設計需求 一是可以針對性地研制電極本體抗折強度達到10~16MPa、接頭抗折強度達到22MPa以上的GHP電極,相對于振動成型電極其高溫下抗折斷能力成倍增加,能有效減少因產品質量問題引起的停爐和責任事故幾率。
二是可以選用低灰分的優質針狀焦和黏結劑,研制灰分小于0.1%的石墨電極,使冶煉Si-2202以上牌號高品級工業硅變為可能。
三是可利用更先進的生產制造工藝,研制均質、高密、高強、抗 氧 化性石墨電極,體積密度大于1.73g/cm3,抗折強度大于12MPa。
四是可以選擇優質原料,研制各向異性佳、高導電性、高導熱性產品,電阻率小于5.5μΩ·m,能實現強化快速冶煉。
3)高品質擠壓Φ600~800mm石墨電極針對礦熱爐冶煉更適宜
目前礦熱爐大部分采用三相交流電進行冶煉生產,冶煉采用大功率大電流生產時采用何種直徑電極對單耗有極大的影響,這主要是由于集膚效應,這也是振動成型大直徑導電電極設計電流密度一般小于10A/cm2的原因。當直徑更大時,浸漬工序無法更好浸透,石墨化和焙燒周期更長導致成本上升,無法保證產品技術性能,故國內外石墨電極制造商的擠壓產品MAX規格均為Φ800mm。
GHP石墨電極電阻率低、體積密度高、抗折強度高以及CTE低等優點,為設計大容量礦熱爐提供了廣闊的空間,可實現強化快速冶煉模式,可使每柱電極的通電電流>20A/cm2。
應用三相6根以及9根或12根Φ600~800mm GHP電極布局礦熱爐供電冶煉,可以解決大容量礦熱爐必須采用直徑1200mm以上電極冶煉,特別是電石、鐵合金等行業大容量冶煉采用此模式代替自焙電極后,綜合成本減少30%變為可能,節能減排成效會更顯明,環保治理更易實現,獲取更多新聞內容可聯系我們。
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