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矿渣棉保温炉用长寿电极选择与设计

发布日期： 2020-03-05 12:05:19 阅读量（331）作者：刘梓明

长寿电极的设想

考察长寿电极对保温炉的适应性时，应在材料的理化如力学特性、电热特性、导电特性、抗氧化性等方面和电极与接头的配合精度及连接的可靠性、适应设备(电极的上下行程)的长度等方面逐一分析。另外对设备的功率输送方式、操作方法和工艺等进行必要的了解和掌握。

正确理解长寿电极材料的基本特性是十分重要的。不同材料的特性基本上是由所用的原料和制造方法来决定的。

长寿电极在工作中至少应具有下列性能：1)必须能承受所需的电弧电流;2)必须保持持续不断的电弧产生。

电极应能在广泛的温度范围内使用。在综合评价长寿电极的使用性能上，用抗热震性冲击指数作为衡量电极端头抗剥落性好坏的基本标准。

抗热震性能是指材料在急冷急热状态下抵抗破坏的能力，它是电极各项性能的综合反映。

(1)

式中：R——抗热震因子;s

σ拉——抗拉强度;l

λ——导热系数(与电阻率成反比关系)。

电极消耗的主要表现形式是侧面氧化、端头损耗、接头折断和残头剥落损失则不是连续过程。

电极载流能力是指使电极保持以连续消耗为主的前提下通过最大允许电流的能力。如果明显地超过电极的载流能力，电极的消耗量将显著增加。

由于矿渣棉生产线所用原料均为液态渣，不会发生电弧炉炼钢过程中钢铁料倒塌在电极上短路事故，因此为铜质长寿电极的使用提供了条件。

铜质电极由于熔点低，高温下极易发生溶化，所以须存在循环冷却水。另外水冷铜管外壁的横截面需要承担导电功能，并且其通过的总电流要和下部的石墨电极截面通过的总电流相等。工业设想图见图1。

图1工业设想电极

实验室实验用长寿电极设计

实验室用的长寿电极见图2所示，其相关参数计算如下。

图2实验室实验用长寿电极设计

1为石墨套管，2为外铜管，3为里铜管，4为进水，5为出水。

根据流体流动的连续性方程可知：流速与管道的截面积成反比。根据水管的速度为4m/s(查数据得)，∏r2/∏[7*7-(r+0.5)2]=5/4得到r=4.9取r=5(大一些速度容易控制)外径不能小于20mm，二内管与外管之间距离不能过小防止出现颗粒堵塞，因此选择了外面管道外径20mm，又因其接触高温炉渣，所以壁厚大一些较好，最大为3mm，长度得高于实验中坩埚部分可以选择长一些600mm.选择里面管道外径12mm，又因里面管道只与水接触所以可选择薄壁，选择1.长度得大于外面管道长度选择700mm。关于水速控制：

需要两个流量计控制，接在外面管道流出部分通过流量大小计算流出速度得到5m/s。电极进水部分需要调整流量再接一流量计控制流量。外面管道需要钻孔以得到流出的液体。

最终确定为

外面铜管

外径：20mm壁厚：3mm长度：600mm内径14mm

里面铜管

外径：12mm壁厚：1mm长度：700mm内径10mm

铜管参考以下数据：4.1和4.2铜及铜合金管规格

表1铜及铜合金拉制管常用数据(GB/T1527-1997)