利用廢棄炭質(zhì)材料生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊的研究

摘 要：在結(jié)合電極糊的使用性能、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)條件下，對(duì)以廢棄炭質(zhì)材料為主要材料的高質(zhì)量密閉電極糊的技術(shù)創(chuàng)新、配方創(chuàng)新進(jìn)行了詳細(xì)分析研究。理論研究和試驗(yàn)結(jié)果表明：利用廢棄炭質(zhì)材料生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，其總體設(shè)計(jì)方案、配方和工藝流程可行合理，具有良好的節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的質(zhì)量效果。

關(guān)鍵詞：密閉電極糊；無(wú)煙煤；廢棄炭質(zhì)材料

電極糊作為礦熱爐連續(xù)自焙電極的原料，在礦熱電爐中邊焙燒（位于由鋼板制成的電極筒中燒結(jié)）邊不斷消耗（冶煉1t硅鐵大約需要消耗電極糊45～65kg；而冶煉1t電石大約消耗電極糊30～40kg），主要用于鐵合金和電石行業(yè)。電極是設(shè)計(jì)礦熱爐的核心內(nèi)容，電爐的各項(xiàng)參數(shù)尺寸均以電極的尺寸、形狀等作為先決條件。電極糊質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅關(guān)系到能否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)還直接影響到礦熱爐能否安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行。電極糊獨(dú)特的焙燒和使用環(huán)境，加上國(guó)內(nèi)外礦熱電爐不斷向大型化、高功率化、高效率化、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)合理等方向發(fā)展，對(duì)密閉糊的質(zhì)量性能和需求量均提出非常高的要求。研制具有強(qiáng)度高、抗熱震性能優(yōu)越、燒結(jié)性能好、不流糊、不斷電極、節(jié)能、環(huán)保等性能的優(yōu)質(zhì)密閉糊，也成為電極糊研究的重要內(nèi)容。文章將研究利用廢棄炭質(zhì)材料（包括廢棄炭陽(yáng)極、碳棒等），代替常規(guī)無(wú)煙煤作為主要材料，研制高質(zhì)量的密閉糊，以滿足大型礦熱爐不斷擴(kuò)容和節(jié)能降耗生產(chǎn)需求。

1 電極糊的使用性能

電極糊作為礦熱爐連續(xù)自焙電極，其能夠在3000℃左右的高溫環(huán)境中連續(xù)工作，具有非常良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能，同時(shí)還具有較好的耐腐蝕和較高的機(jī)械強(qiáng)度。雖然電極糊在使用過(guò)程中，由于環(huán)境中強(qiáng)大的熱場(chǎng)、震動(dòng)、電弧蝕等因素的影響，會(huì)發(fā)生氧化而不斷消耗，但其生產(chǎn)的氧化物氣體能夠很容易的逸散出去，對(duì)礦熱爐運(yùn)行影響較小。從實(shí)際應(yīng)用表明，電極糊在工程實(shí)踐應(yīng)用中具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單成熟、生產(chǎn)原材料豐富、綜合制造成本低廉，性價(jià)比較高、能夠滿足礦熱爐不斷提高負(fù)荷需求等優(yōu)點(diǎn)。

雖然電極糊其電流的最大密度僅為9A/cm2，通常為只有5-6A/cm2，與單位導(dǎo)電性能同石墨電極或炭電極相比相差較大，但電極糊電極直徑可以達(dá)到1.4m，相應(yīng)電流強(qiáng)度可以達(dá)到4.6-10.7萬(wàn)安。另外，生產(chǎn)電極糊原料較為豐富，對(duì)原料沒(méi)有特殊要求，且制造工藝簡(jiǎn)單成熟，在礦熱爐、電阻爐等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛采用。大型礦熱爐的密閉是今后發(fā)展的重要方向，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，研制與之相匹配且具有較高經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能降耗、資源綜合利用的電極糊，也成為電極糊生產(chǎn)質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

2 電極糊的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

大功率封閉礦熱爐已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，在爐蓋以下強(qiáng)大的熱輻射、傳導(dǎo)熱等對(duì)電極的加速焙燒提出了更高的性能要求。由于爐蓋密閉處短距離內(nèi)溫度變化較大，當(dāng)電極糊焙燒速度小于電極消耗速度時(shí)，則很容易引發(fā)事故，同時(shí)電極糊消耗速率也非常快，導(dǎo)致其長(zhǎng)期運(yùn)行在危險(xiǎn)工況中，這就要求密閉糊電極焙燒速度響應(yīng)要快，需要通過(guò)較大的電流，以滿足電熱爐焙燒需求。

國(guó)內(nèi)外對(duì)大型電爐用電極糊的質(zhì)量均提出了非常高的質(zhì)量指標(biāo)，國(guó)外主要以代表國(guó)際先進(jìn)水平的挪威艾肯公司和原蘇聯(lián)某大型企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。我國(guó)結(jié)合我國(guó)電熱爐運(yùn)用情況及發(fā)展趨勢(shì)，頒布了中華人民共和國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T 5215-1996（電極糊），對(duì)電極糊的理化指標(biāo)提出了明確的規(guī)定，詳見(jiàn)表1所示：

在實(shí)際工程應(yīng)用中，要全面地考察電極糊內(nèi)在的質(zhì)量，除按照表1及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定的質(zhì)量指標(biāo)外，還需要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究成果等，從穩(wěn)定性、流動(dòng)性、導(dǎo)熱性能、比電阻、抗震性、抗氧化性等方面進(jìn)行綜合優(yōu)化改進(jìn)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新研制與用戶、爐型相匹配的優(yōu)質(zhì)電極糊。文章將在表1技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，研究利用廢棄炭質(zhì)材料通過(guò)配方創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新等，生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，以達(dá)到節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的目的。

3 基于廢棄炭質(zhì)材料的高質(zhì)量密閉電極糊技術(shù)創(chuàng)新

3.1 配方創(chuàng)新

傳統(tǒng)生產(chǎn)密閉糊的工藝配方：無(wú)煙煤（50%）、少灰焦粉（24%）、人造石墨（5%）、粘接劑（22%）。由此帶來(lái)的弊端：由于原料中無(wú)煙煤過(guò)多，無(wú)煙煤、焦粉中的灰分、揮發(fā)分不易控制。灰分、揮發(fā)分過(guò)高，會(huì)使密閉糊強(qiáng)度差、電阻大、電耗高，相應(yīng)電極消耗也高。經(jīng)過(guò)研究實(shí)驗(yàn)，利用廢棄碳陽(yáng)極、碳棒等材料，配方組分的比例變?yōu)椋簭U碳材料（71%）、無(wú)煙煤（12%）、人造石墨（5%）、粘接劑（12%）。免去了焦炭，減少了無(wú)煙煤的使用，各組分的灰分很容易控制，使得產(chǎn)品質(zhì)量比傳統(tǒng)工藝容易控制。

3.2 工藝創(chuàng)新

由于大顆粒可提高抗震性和抗氧化性，減少細(xì)粉粒度及增加配方量可以提高糊的強(qiáng)度。所以本項(xiàng)目在干料的粒度范圍上較傳統(tǒng)工藝密閉糊粒度向外擴(kuò)展，最大粒度用35mm，細(xì)粉則要求小于200目的組分不少于28%。粒度過(guò)大會(huì)影糊的流動(dòng)性，所以在配料中加入適量的添加劑增加流動(dòng)性，而添加劑同時(shí)具有去硫的作用。混合干料粒度組成對(duì)比如表2所示：

表2 混合干料粒度組成對(duì)比

石墨碎或石墨塊一般是以0-10mm或0-4mm的粒度配方，加石墨碎的目的除降低糊的灰分外，主要是為了降低電阻率和提高糊的燒結(jié)性能，而電極的電阻主要是粉粒本身電阻和接觸電阻的共同作用，且接觸電阻占的比例較大，石墨碎以0-10mm或0-4mm加入未能起到其應(yīng)有的作用，同時(shí)粗顆粒石墨碎作為骨干粒子時(shí)其強(qiáng)度還不如無(wú)煙煤，所以將石墨碎粉磨至0-0.15mm，這在粒度上也彌補(bǔ)了無(wú)煙煤篩去的0.15-0mm之粒度。

4 實(shí)際使用

我廠應(yīng)用這一研究理論生產(chǎn)的高質(zhì)量密閉糊在12500KVA、25000KVA電石爐和12500KVA、40000KVA鐵合金爐上使用收到良好的效果，電石爐上的單耗25-26KG/1T電石，鐵合金爐上（以生產(chǎn)75硅鐵為例）單耗30-35KG/1T硅鐵。已經(jīng)使用了2年多未出現(xiàn)任何電極事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

作為鐵合金和電石行業(yè)用量最大的功能材料，通過(guò)配方創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新等提高電極糊的質(zhì)量水平，并將研究成果與實(shí)踐使用研究緊密結(jié)合起來(lái)，研制生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，具有非常大的工程實(shí)踐應(yīng)用研究意義。理論分析和試驗(yàn)證明：利用廢棄炭質(zhì)材料生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，其總體設(shè)計(jì)方案、配方和工藝流程可行合理。利用廢碳材料代替絕大部分無(wú)煙煤，免去了焦炭，減少了無(wú)煙煤的使用，使得灰分、揮發(fā)分更易控制，具有良好的節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的質(zhì)量效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳世峰.電極糊的使用與質(zhì)量事故[J].鐵合金，2000，153（04）：40-43.

[2]牙金艷.電極糊工業(yè)分析快速測(cè)定方法的研討[J].維綸通訊，2004（05）：48-50.

[3]蘇家健.電極糊焙燒過(guò)程爐溫控制系統(tǒng)[J].鐵合金，2004（04）：48-50.

作者簡(jiǎn)介：楊啟華（1965-），男，漢族，高級(jí)工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事冶煉工藝方面工作。

摘 要：在結(jié)合電極糊的使用性能、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)條件下，對(duì)以廢棄炭質(zhì)材料為主要材料的高質(zhì)量密閉電極糊的技術(shù)創(chuàng)新、配方創(chuàng)新進(jìn)行了詳細(xì)分析研究。理論研究和試驗(yàn)結(jié)果表明：利用廢棄炭質(zhì)材料生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，其總體設(shè)計(jì)方案、配方和工藝流程可行合理，具有良好的節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的質(zhì)量效果。

關(guān)鍵詞：密閉電極糊；無(wú)煙煤；廢棄炭質(zhì)材料

電極糊作為礦熱爐連續(xù)自焙電極的原料，在礦熱電爐中邊焙燒（位于由鋼板制成的電極筒中燒結(jié)）邊不斷消耗（冶煉1t硅鐵大約需要消耗電極糊45～65kg；而冶煉1t電石大約消耗電極糊30～40kg），主要用于鐵合金和電石行業(yè)。電極是設(shè)計(jì)礦熱爐的核心內(nèi)容，電爐的各項(xiàng)參數(shù)尺寸均以電極的尺寸、形狀等作為先決條件。電極糊質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅關(guān)系到能否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)還直接影響到礦熱爐能否安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行。電極糊獨(dú)特的焙燒和使用環(huán)境，加上國(guó)內(nèi)外礦熱電爐不斷向大型化、高功率化、高效率化、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)合理等方向發(fā)展，對(duì)密閉糊的質(zhì)量性能和需求量均提出非常高的要求。研制具有強(qiáng)度高、抗熱震性能優(yōu)越、燒結(jié)性能好、不流糊、不斷電極、節(jié)能、環(huán)保等性能的優(yōu)質(zhì)密閉糊，也成為電極糊研究的重要內(nèi)容。文章將研究利用廢棄炭質(zhì)材料（包括廢棄炭陽(yáng)極、碳棒等），代替常規(guī)無(wú)煙煤作為主要材料，研制高質(zhì)量的密閉糊，以滿足大型礦熱爐不斷擴(kuò)容和節(jié)能降耗生產(chǎn)需求。

1 電極糊的使用性能

電極糊作為礦熱爐連續(xù)自焙電極，其能夠在3000℃左右的高溫環(huán)境中連續(xù)工作，具有非常良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能，同時(shí)還具有較好的耐腐蝕和較高的機(jī)械強(qiáng)度。雖然電極糊在使用過(guò)程中，由于環(huán)境中強(qiáng)大的熱場(chǎng)、震動(dòng)、電弧蝕等因素的影響，會(huì)發(fā)生氧化而不斷消耗，但其生產(chǎn)的氧化物氣體能夠很容易的逸散出去，對(duì)礦熱爐運(yùn)行影響較小。從實(shí)際應(yīng)用表明，電極糊在工程實(shí)踐應(yīng)用中具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單成熟、生產(chǎn)原材料豐富、綜合制造成本低廉，性價(jià)比較高、能夠滿足礦熱爐不斷提高負(fù)荷需求等優(yōu)點(diǎn)。

雖然電極糊其電流的最大密度僅為9A/cm2，通常為只有5-6A/cm2，與單位導(dǎo)電性能同石墨電極或炭電極相比相差較大，但電極糊電極直徑可以達(dá)到1.4m，相應(yīng)電流強(qiáng)度可以達(dá)到4.6-10.7萬(wàn)安。另外，生產(chǎn)電極糊原料較為豐富，對(duì)原料沒(méi)有特殊要求，且制造工藝簡(jiǎn)單成熟，在礦熱爐、電阻爐等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛采用。大型礦熱爐的密閉是今后發(fā)展的重要方向，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，研制與之相匹配且具有較高經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能降耗、資源綜合利用的電極糊，也成為電極糊生產(chǎn)質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

2 電極糊的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

大功率封閉礦熱爐已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，在爐蓋以下強(qiáng)大的熱輻射、傳導(dǎo)熱等對(duì)電極的加速焙燒提出了更高的性能要求。由于爐蓋密閉處短距離內(nèi)溫度變化較大，當(dāng)電極糊焙燒速度小于電極消耗速度時(shí)，則很容易引發(fā)事故，同時(shí)電極糊消耗速率也非常快，導(dǎo)致其長(zhǎng)期運(yùn)行在危險(xiǎn)工況中，這就要求密閉糊電極焙燒速度響應(yīng)要快，需要通過(guò)較大的電流，以滿足電熱爐焙燒需求。

國(guó)內(nèi)外對(duì)大型電爐用電極糊的質(zhì)量均提出了非常高的質(zhì)量指標(biāo)，國(guó)外主要以代表國(guó)際先進(jìn)水平的挪威艾肯公司和原蘇聯(lián)某大型企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。我國(guó)結(jié)合我國(guó)電熱爐運(yùn)用情況及發(fā)展趨勢(shì)，頒布了中華人民共和國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T 5215-1996（電極糊），對(duì)電極糊的理化指標(biāo)提出了明確的規(guī)定，詳見(jiàn)表1所示：

在實(shí)際工程應(yīng)用中，要全面地考察電極糊內(nèi)在的質(zhì)量，除按照表1及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定的質(zhì)量指標(biāo)外，還需要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究成果等，從穩(wěn)定性、流動(dòng)性、導(dǎo)熱性能、比電阻、抗震性、抗氧化性等方面進(jìn)行綜合優(yōu)化改進(jìn)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新研制與用戶、爐型相匹配的優(yōu)質(zhì)電極糊。文章將在表1技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，研究利用廢棄炭質(zhì)材料通過(guò)配方創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新等，生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，以達(dá)到節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的目的。

3 基于廢棄炭質(zhì)材料的高質(zhì)量密閉電極糊技術(shù)創(chuàng)新

3.1 配方創(chuàng)新

傳統(tǒng)生產(chǎn)密閉糊的工藝配方：無(wú)煙煤（50%）、少灰焦粉（24%）、人造石墨（5%）、粘接劑（22%）。由此帶來(lái)的弊端：由于原料中無(wú)煙煤過(guò)多，無(wú)煙煤、焦粉中的灰分、揮發(fā)分不易控制。灰分、揮發(fā)分過(guò)高，會(huì)使密閉糊強(qiáng)度差、電阻大、電耗高，相應(yīng)電極消耗也高。經(jīng)過(guò)研究實(shí)驗(yàn)，利用廢棄碳陽(yáng)極、碳棒等材料，配方組分的比例變?yōu)椋簭U碳材料（71%）、無(wú)煙煤（12%）、人造石墨（5%）、粘接劑（12%）。免去了焦炭，減少了無(wú)煙煤的使用，各組分的灰分很容易控制，使得產(chǎn)品質(zhì)量比傳統(tǒng)工藝容易控制。

3.2 工藝創(chuàng)新

由于大顆粒可提高抗震性和抗氧化性，減少細(xì)粉粒度及增加配方量可以提高糊的強(qiáng)度。所以本項(xiàng)目在干料的粒度范圍上較傳統(tǒng)工藝密閉糊粒度向外擴(kuò)展，最大粒度用35mm，細(xì)粉則要求小于200目的組分不少于28%。粒度過(guò)大會(huì)影糊的流動(dòng)性，所以在配料中加入適量的添加劑增加流動(dòng)性，而添加劑同時(shí)具有去硫的作用。混合干料粒度組成對(duì)比如表2所示：

表2 混合干料粒度組成對(duì)比

石墨碎或石墨塊一般是以0-10mm或0-4mm的粒度配方，加石墨碎的目的除降低糊的灰分外，主要是為了降低電阻率和提高糊的燒結(jié)性能，而電極的電阻主要是粉粒本身電阻和接觸電阻的共同作用，且接觸電阻占的比例較大，石墨碎以0-10mm或0-4mm加入未能起到其應(yīng)有的作用，同時(shí)粗顆粒石墨碎作為骨干粒子時(shí)其強(qiáng)度還不如無(wú)煙煤，所以將石墨碎粉磨至0-0.15mm，這在粒度上也彌補(bǔ)了無(wú)煙煤篩去的0.15-0mm之粒度。

4 實(shí)際使用

我廠應(yīng)用這一研究理論生產(chǎn)的高質(zhì)量密閉糊在12500KVA、25000KVA電石爐和12500KVA、40000KVA鐵合金爐上使用收到良好的效果，電石爐上的單耗25-26KG/1T電石，鐵合金爐上（以生產(chǎn)75硅鐵為例）單耗30-35KG/1T硅鐵。已經(jīng)使用了2年多未出現(xiàn)任何電極事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

作為鐵合金和電石行業(yè)用量最大的功能材料，通過(guò)配方創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新等提高電極糊的質(zhì)量水平，并將研究成果與實(shí)踐使用研究緊密結(jié)合起來(lái)，研制生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，具有非常大的工程實(shí)踐應(yīng)用研究意義。理論分析和試驗(yàn)證明：利用廢棄炭質(zhì)材料生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，其總體設(shè)計(jì)方案、配方和工藝流程可行合理。利用廢碳材料代替絕大部分無(wú)煙煤，免去了焦炭，減少了無(wú)煙煤的使用，使得灰分、揮發(fā)分更易控制，具有良好的節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的質(zhì)量效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳世峰.電極糊的使用與質(zhì)量事故[J].鐵合金，2000，153（04）：40-43.

[2]牙金艷.電極糊工業(yè)分析快速測(cè)定方法的研討[J].維綸通訊，2004（05）：48-50.

[3]蘇家健.電極糊焙燒過(guò)程爐溫控制系統(tǒng)[J].鐵合金，2004（04）：48-50.

作者簡(jiǎn)介：楊啟華（1965-），男，漢族，高級(jí)工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事冶煉工藝方面工作。

摘 要：在結(jié)合電極糊的使用性能、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)條件下，對(duì)以廢棄炭質(zhì)材料為主要材料的高質(zhì)量密閉電極糊的技術(shù)創(chuàng)新、配方創(chuàng)新進(jìn)行了詳細(xì)分析研究。理論研究和試驗(yàn)結(jié)果表明：利用廢棄炭質(zhì)材料生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，其總體設(shè)計(jì)方案、配方和工藝流程可行合理，具有良好的節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的質(zhì)量效果。

關(guān)鍵詞：密閉電極糊；無(wú)煙煤；廢棄炭質(zhì)材料

電極糊作為礦熱爐連續(xù)自焙電極的原料，在礦熱電爐中邊焙燒（位于由鋼板制成的電極筒中燒結(jié)）邊不斷消耗（冶煉1t硅鐵大約需要消耗電極糊45～65kg；而冶煉1t電石大約消耗電極糊30～40kg），主要用于鐵合金和電石行業(yè)。電極是設(shè)計(jì)礦熱爐的核心內(nèi)容，電爐的各項(xiàng)參數(shù)尺寸均以電極的尺寸、形狀等作為先決條件。電極糊質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅關(guān)系到能否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)還直接影響到礦熱爐能否安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行。電極糊獨(dú)特的焙燒和使用環(huán)境，加上國(guó)內(nèi)外礦熱電爐不斷向大型化、高功率化、高效率化、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)合理等方向發(fā)展，對(duì)密閉糊的質(zhì)量性能和需求量均提出非常高的要求。研制具有強(qiáng)度高、抗熱震性能優(yōu)越、燒結(jié)性能好、不流糊、不斷電極、節(jié)能、環(huán)保等性能的優(yōu)質(zhì)密閉糊，也成為電極糊研究的重要內(nèi)容。文章將研究利用廢棄炭質(zhì)材料（包括廢棄炭陽(yáng)極、碳棒等），代替常規(guī)無(wú)煙煤作為主要材料，研制高質(zhì)量的密閉糊，以滿足大型礦熱爐不斷擴(kuò)容和節(jié)能降耗生產(chǎn)需求。

1 電極糊的使用性能

電極糊作為礦熱爐連續(xù)自焙電極，其能夠在3000℃左右的高溫環(huán)境中連續(xù)工作，具有非常良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能，同時(shí)還具有較好的耐腐蝕和較高的機(jī)械強(qiáng)度。雖然電極糊在使用過(guò)程中，由于環(huán)境中強(qiáng)大的熱場(chǎng)、震動(dòng)、電弧蝕等因素的影響，會(huì)發(fā)生氧化而不斷消耗，但其生產(chǎn)的氧化物氣體能夠很容易的逸散出去，對(duì)礦熱爐運(yùn)行影響較小。從實(shí)際應(yīng)用表明，電極糊在工程實(shí)踐應(yīng)用中具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單成熟、生產(chǎn)原材料豐富、綜合制造成本低廉，性價(jià)比較高、能夠滿足礦熱爐不斷提高負(fù)荷需求等優(yōu)點(diǎn)。

雖然電極糊其電流的最大密度僅為9A/cm2，通常為只有5-6A/cm2，與單位導(dǎo)電性能同石墨電極或炭電極相比相差較大，但電極糊電極直徑可以達(dá)到1.4m，相應(yīng)電流強(qiáng)度可以達(dá)到4.6-10.7萬(wàn)安。另外，生產(chǎn)電極糊原料較為豐富，對(duì)原料沒(méi)有特殊要求，且制造工藝簡(jiǎn)單成熟，在礦熱爐、電阻爐等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛采用。大型礦熱爐的密閉是今后發(fā)展的重要方向，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，研制與之相匹配且具有較高經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能降耗、資源綜合利用的電極糊，也成為電極糊生產(chǎn)質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

2 電極糊的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

大功率封閉礦熱爐已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，在爐蓋以下強(qiáng)大的熱輻射、傳導(dǎo)熱等對(duì)電極的加速焙燒提出了更高的性能要求。由于爐蓋密閉處短距離內(nèi)溫度變化較大，當(dāng)電極糊焙燒速度小于電極消耗速度時(shí)，則很容易引發(fā)事故，同時(shí)電極糊消耗速率也非常快，導(dǎo)致其長(zhǎng)期運(yùn)行在危險(xiǎn)工況中，這就要求密閉糊電極焙燒速度響應(yīng)要快，需要通過(guò)較大的電流，以滿足電熱爐焙燒需求。

國(guó)內(nèi)外對(duì)大型電爐用電極糊的質(zhì)量均提出了非常高的質(zhì)量指標(biāo)，國(guó)外主要以代表國(guó)際先進(jìn)水平的挪威艾肯公司和原蘇聯(lián)某大型企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。我國(guó)結(jié)合我國(guó)電熱爐運(yùn)用情況及發(fā)展趨勢(shì)，頒布了中華人民共和國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T 5215-1996（電極糊），對(duì)電極糊的理化指標(biāo)提出了明確的規(guī)定，詳見(jiàn)表1所示：

在實(shí)際工程應(yīng)用中，要全面地考察電極糊內(nèi)在的質(zhì)量，除按照表1及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定的質(zhì)量指標(biāo)外，還需要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究成果等，從穩(wěn)定性、流動(dòng)性、導(dǎo)熱性能、比電阻、抗震性、抗氧化性等方面進(jìn)行綜合優(yōu)化改進(jìn)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新研制與用戶、爐型相匹配的優(yōu)質(zhì)電極糊。文章將在表1技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，研究利用廢棄炭質(zhì)材料通過(guò)配方創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新等，生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，以達(dá)到節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的目的。

3 基于廢棄炭質(zhì)材料的高質(zhì)量密閉電極糊技術(shù)創(chuàng)新

3.1 配方創(chuàng)新

傳統(tǒng)生產(chǎn)密閉糊的工藝配方：無(wú)煙煤（50%）、少灰焦粉（24%）、人造石墨（5%）、粘接劑（22%）。由此帶來(lái)的弊端：由于原料中無(wú)煙煤過(guò)多，無(wú)煙煤、焦粉中的灰分、揮發(fā)分不易控制。灰分、揮發(fā)分過(guò)高，會(huì)使密閉糊強(qiáng)度差、電阻大、電耗高，相應(yīng)電極消耗也高。經(jīng)過(guò)研究實(shí)驗(yàn)，利用廢棄碳陽(yáng)極、碳棒等材料，配方組分的比例變?yōu)椋簭U碳材料（71%）、無(wú)煙煤（12%）、人造石墨（5%）、粘接劑（12%）。免去了焦炭，減少了無(wú)煙煤的使用，各組分的灰分很容易控制，使得產(chǎn)品質(zhì)量比傳統(tǒng)工藝容易控制。

3.2 工藝創(chuàng)新

由于大顆粒可提高抗震性和抗氧化性，減少細(xì)粉粒度及增加配方量可以提高糊的強(qiáng)度。所以本項(xiàng)目在干料的粒度范圍上較傳統(tǒng)工藝密閉糊粒度向外擴(kuò)展，最大粒度用35mm，細(xì)粉則要求小于200目的組分不少于28%。粒度過(guò)大會(huì)影糊的流動(dòng)性，所以在配料中加入適量的添加劑增加流動(dòng)性，而添加劑同時(shí)具有去硫的作用。混合干料粒度組成對(duì)比如表2所示：

表2 混合干料粒度組成對(duì)比

石墨碎或石墨塊一般是以0-10mm或0-4mm的粒度配方，加石墨碎的目的除降低糊的灰分外，主要是為了降低電阻率和提高糊的燒結(jié)性能，而電極的電阻主要是粉粒本身電阻和接觸電阻的共同作用，且接觸電阻占的比例較大，石墨碎以0-10mm或0-4mm加入未能起到其應(yīng)有的作用，同時(shí)粗顆粒石墨碎作為骨干粒子時(shí)其強(qiáng)度還不如無(wú)煙煤，所以將石墨碎粉磨至0-0.15mm，這在粒度上也彌補(bǔ)了無(wú)煙煤篩去的0.15-0mm之粒度。

4 實(shí)際使用

我廠應(yīng)用這一研究理論生產(chǎn)的高質(zhì)量密閉糊在12500KVA、25000KVA電石爐和12500KVA、40000KVA鐵合金爐上使用收到良好的效果，電石爐上的單耗25-26KG/1T電石，鐵合金爐上（以生產(chǎn)75硅鐵為例）單耗30-35KG/1T硅鐵。已經(jīng)使用了2年多未出現(xiàn)任何電極事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

作為鐵合金和電石行業(yè)用量最大的功能材料，通過(guò)配方創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新等提高電極糊的質(zhì)量水平，并將研究成果與實(shí)踐使用研究緊密結(jié)合起來(lái)，研制生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，具有非常大的工程實(shí)踐應(yīng)用研究意義。理論分析和試驗(yàn)證明：利用廢棄炭質(zhì)材料生產(chǎn)高質(zhì)量密閉電極糊，其總體設(shè)計(jì)方案、配方和工藝流程可行合理。利用廢碳材料代替絕大部分無(wú)煙煤，免去了焦炭，減少了無(wú)煙煤的使用，使得灰分、揮發(fā)分更易控制，具有良好的節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的質(zhì)量效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳世峰.電極糊的使用與質(zhì)量事故[J].鐵合金，2000，153（04）：40-43.

[2]牙金艷.電極糊工業(yè)分析快速測(cè)定方法的研討[J].維綸通訊，2004（05）：48-50.

[3]蘇家健.電極糊焙燒過(guò)程爐溫控制系統(tǒng)[J].鐵合金，2004（04）：48-50.

作者簡(jiǎn)介：楊啟華（1965-），男，漢族，高級(jí)工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事冶煉工藝方面工作。