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电弧炉炼钢石墨电极扭转原因分析.pdf

时间:2023-04-14 20:05:24 点击:327次

36 近年来,随着电炉冶炼向小型化、超大功率化、直流化发展,石墨电极的质量也不断提高,尺寸不断加强。 其制造技术已成为影响电炉冶炼的关键技术之一。 石墨电极在冶炼过程中的正常使用是保证电炉冶炼稳定运行的重要保证。 炼钢过程中电极的内在质量问题、冶炼操作不当以及两者之间的匹配问题都容易造成电极扭曲和车祸。 这使得准确把握某次车祸的原因变得更加困难。 电极质量问题和操作问题往往同时存在,无法分清车祸责任,不利于下一步有针对性地改进电极质量工作和电极操作使用技术。 因此,有必要仔细分析电极扭曲的原因。 本文着重分析影响超高功率石墨电极扭曲的主要原因,找出可控部位,采取相应的技术和管理措施,增加电极消耗。 电极扭曲事故对炼钢过程的影响 学者们对电极的消耗机理做了大量的研究,但对于电炉内不断变化的条件下复杂消耗的相互干扰,他们仍在探索中。 一般来说,石墨电极在炼钢过程中主要有五种消耗:电极尖挥发、电极侧壁氧化、电极扭曲、电极短截线损耗、电极尖开裂。 其中,电极扭曲、表面开裂、掉块等损耗可统称为异常消耗,以区别于主要由氧化引起的物理反应损耗。 综合以上电炉石墨电极的消耗原因,对于优质石墨电极,在小心操作的情况下,异常消耗在石墨电极消耗量上并不是很大,约占总量的1%消耗。

电极扭曲是电炉炼铁过程中的常见故障。 有文献强调,在电炉生产实践中,只要电极性能、电流负荷和电炉运行方式符合要求,电极扭绞事故发生率低,影响大。连续消耗量对电极总消耗量的影响是最重要的。 通常在冶炼过程中,石墨电极的消耗只占总成本的很小一部分,但石墨电极的质量和稳定性对其连续生产有着重大影响。 除了冶炼生产过程中的电极扭曲外,直接造成电极损耗和消耗。 除了降低和增加炼铁成本外,更重要的是会造成生产中断,停工造成生产损失。 处理绞丝残渣是作业中最辛苦的工作,其结果必然是消耗低、炼钢周期长、产量增加、成本增加。 石墨电极质量问题造成的停产、死炉,会造成大量的间接成本,因此下游客户对电极扭绞问题相对更为敏感。 3Vol.29 作者简介:陈文来,1964年出生,硕士,目前从事碳素生产管理工作,E-mail:。 收稿日期:电弧炉炼钢石墨电极扭曲成因分析(安阳,云南姚:针对冶炼中石墨电极扭曲问题,从超石墨内在质量角度进行分析)大功率石墨电极与炼铁工艺操作,以指导生产和使用充分优化的石墨电极。

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关键词:超高功率石墨电极; 机械损失; 优化电极使用 :,..:ode;;电极扭曲的原因分析 根据炼钢过程中的内外影响,电极扭曲可分为以下三类:操作原因、控制原因、电极质量原因。

如果电极被塌料折断,在炼钢过程中,炉内的废铝在非常接近熔化时,已经形成桥接结构。 此时,长时间的短弧操作会形成较大的横向冲击力,使物料崩塌; 此类车祸的一个重要特点是电极夹持点受到的作用力矩最大,在电极夹持点附近发生扭转的概率最大。 若电极端部结构松动或孔壁有暗线、接头与孔配合不当、或材料差异线膨胀系数不匹配等,扭曲区多集中在最靠近电极夹持点的接头连接区域。 但是,当电极在某个地方松动时,由于氧化加速导致电极变薄,连接处发生扭曲的概率也很高。 谐振扭断电极 交流电弧炉的每一相电压都会形成一个磁场,磁场总是受到电磁力的影响。 电磁力的大小与电极电压成反比,与单相电极间的距离成正比。 电极之间的吸引或排斥一般表现为以电极夹为支点对对电极的扭矩作用。 在炼铁过程中,电极在电磁力的作用下必然会发生振动。 如果电极柱产生的机械振动频率与电磁力振动频率接近或同步,电极就会发生共振,容易造成电极疲劳和扭曲。 破碎的。 这种诱因引起的电极(接头)扭曲往往没有特定规律,多发生在电极松动部位。 根据大量现场情况的整理分析,这种扭曲多发生在电极柱中部附近的接头处。 主要原因是这里的径向温差比较大,内部挠度也大。 装夹操作不规范,电极扭曲。 如果电极和支架不能保持垂直,电极将有一个额外的水平分力; 如果夹持面上有异物,夹持点容易形成偏斜集中; 插口处电极机械硬度达不到受力要求。

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这种不良操作很容易造成炼铁过程中电极扭曲。 炉内电极下有不导电物体。 电极驱动生长过程中,电极上端接触到非导电物体后,电极调节器不能准确判断电极已经生长到位,而是控制电极继续生长,导致电极和废铝。 横向挤压并拧开。 其故障特点是:第一相电极遇到不导电物体,不起弧,电极直接扭断,期间电流不增大。 如果第二相的电极遇到不导电的物体,和上面一样,不会起弧,电极直接被拧断,期间无法测量电压。 如果第一单相电极遇到不导电物体,第一、二相电极有拉弧,但第一单相电极不起弧,直接断电。 电极调节器无法测量正常情况下相对地电流的增加。 当手动增加某相电极上端触及炉内废铝时,应将该相二次电流增加至空载电流的20%以下或更低,但若接电流互感器中性点与电炉底壳之间的连线如果断了,电极调节器无法测出相对地电流的增加,很难判断电极已经长到位,所以电极调节器控制电极继续生长,使电极和废铝受到挤压和扭曲。 此类故障的主要特点是:没有电弧时,第一个电极总是断路。 第一期电极长出接触废铝后,该期电极二次电流基本保持不变。 电极调节器无法测量电弧电压。 正常情况下,当某相电极上端手动升高触及炉内废铝时,该相二次接地电流立即升至空载电流的20%以下,该相电极会立即停止。 生长,等待第二相电极生长直至拉弧。

如果电极起弧后电极调节器测不到电弧电压,或者电弧电压很小,电极调节器会控制二相电极继续生长,从而导致二相电极和废铝挤压和扭曲。 此类故障的主要特点是第二或第三电极总是在电极起弧后断路。 电极调节器液压驱动机构状态异常。 在手工电极生长过程中,当某一相电极的上端接触到炉内的废铝时,该相电极应立即停止上升。 如果液压驱动机构的制动力变小或系统的延迟系数设置变大,电极执行器的动作就会延迟,电极端部可能会与废铝碰撞,导致电极扭曲。 这些电极外故障是随机的。 当电极液压驱动机构状态异常时,这些故障主要表现为炼铁过程中单相电极负载电压极度不平衡、不稳定、波动大。 ) 接头扭曲的原因 接头在电极熔炼时起着连接的关键作用,接头的好坏直接关系到电极在电炉熔炼中的使用效果。 石墨电极与接头产生的连接区是电、热、机械负荷大且复杂的地方,也是常见的断裂部位。 据有关资料显示,在电炉冶炼中,80%以上的电极事故都是由接头扭断或电抗松动引起的。 就接头本身的质量而言,出现扭断主要有以下几种原因:接头的体积密度低,硬度普遍偏低,使用时容易折断; 会导致电极连接的接头部分产生较大的热挠度,降低扭绞的概率; 接头抗弯硬度不够; 内裂缝混入成品缝中,将在使用中造成重大隐患; 接头与电极加工精度指标匹配不合理,也容易发生扭曲。

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) 电极扭曲的原因 电极扭曲的概率一般较低。 电极扭曲的主要原因有:电极工件质量有缺陷; 电极的体积密度和硬度不够; 电极与接头指标、加工精度不匹配; 电极末端形成较深的裂纹是由于电极的耐光冲击性差造成的; 另外,内部有横向裂纹的电极未经检测混入成品,存在很大的扭曲风险。 合理的布料结构:各种废铝在料筐内的布料和加入炉内的条件要合理配置,防止薄钢料在炉底结团,防止电极掉落,打破电极。 当炼钢非常接近熔化时,需要仔细观察未熔炉料的分布情况。 如果已经形成桥接结构,需要先吹氧或化学摆动或摇动,让电荷在断水、电极已经升起时升至低位。 在坍塌的情况下,防止材料坍塌破坏电极。 电极应采用适合工艺要求的硬度。 连接电极应使用硬度合适的螺钉,并用专用夹紧工具清洗干净。 更换电极和吊装前,必须拧紧吊环,确保吊环与电极紧密接触。 为保持插座清洁,要求保留新电极的端盖,直至装上吊环。 电极支架应防止夹在电极结之间的白线中。 电极连接不能在电极支架上方。 焊钳不能夹在开口的套筒体或留有环的套筒体上。 高压送电后,需要观察二次短路网的单相空载电流是否平衡,这是由单相短路网对地绝缘的内阻决定的。 不平衡电流应在10%以内。 在手动增加电极之前,确认电极正下方的废铝层没有非导电物体。

第一相电极生长与废铝接触后,观察该相电极二次电流是否立即增大。 当某相电极出现电弧时,能否看到该相电极的二次电压显示(电压表指针摆幅大?) 定期检查电极液压驱动机构的制动力和系统延时系数是否正常已改变。 在焊条内部质量方面,许多学者针对炼钢过程中焊条(接头)关键技术指标对焊条终捻度的影响进行了详细研究。 值得注意的是,中国碳素行业商会对会员企业进行了产品质量抽样检验,并将产品抽样检验的检验指标与国家标准、美国知名企业的企业标准进行了对比分析。 从测量指标来看,所有被测产品的大部分指标均符合YB-2000标准,部分指标已达到或接近美国公司标准。 然而,国外超高功率石墨电极的实际炼钢功效与同规格的美国产品有明显差异。 因此,以电极(接头)的理化指标来判断电极(接头)的好坏,有些片面。 考虑我厂产品与不同客户炼钢工艺、炉型、冶炼类型的匹配,构建出一套科学合理的电极生产和技术使用方案。 塌陷、共振、夹紧操作不规范、电极调节器、电极调节器液压驱动机构异常、电极内部质量控制措施不当等都会导致电炉电极通过织物结构、电极折叠夹紧、次级短路网络的空载电流、非导电物体、次级电压、电极液压驱动机构的制动力和系统滞后系数等诱因采取相应的技术和管理措施,对电极现象扭曲可以得到显着改善。 )根据电极(接头)的理化指标,以及我司产品和不同客户的炼钢工艺、炉体结构、炼钢钢材综合诱因来判断电极(接头)的好坏存在一定的片面性应充分考虑类型。 兼容并蓄,构建出一套科学合理的电极生产和技术使用方案。 参考文献:现代电炉冶炼技术的发展对我国石墨电极生产的影响[