
一般在炼钢过程中,石墨电极消耗仅占其总成本的极小部分。石墨电极的质量及稳定程度却对其连续生产产生重大影响,炼钢生产过程中电极折断除直接产生电极损失和消耗增加、增加冶炼成本之外,更重要的是会导致生产中断,停炉误产造成生产损失。处理电极折断残体是操作中最辛苦的工作,其结果必然是消耗过高、加长冶炼周期、产量降低、成本提高。因石墨电极质量问题造成的停产、死炉将产生大量的间接成本,故下游客户对电极折断问题相对更为敏感。
电极折断原因分析根据冶炼过程中的内外影响因素,可将电极折断归纳为以下3类:
操作原因、控制原因、电极质量原因。
操作原因
(1)塌料砸断电极若冶炼过程中特别是接近熔清时炉内废钢已形成架桥结构,此时仍长时间短弧操作将产生引起塌料的较大侧向撞击力;发生此类事故时的一个重要特征是电极夹持点受到的作用力矩最大,电极夹持点附近折断的几率最大。若电极端部结构疏松或孔壁有暗纹、接头与孔配合不当或材质差异线膨胀系数不匹配时,发生折断的区域多集中于距电极夹持点最近接头连接区域。但当某处电极发生松脱时,交接处由于氧化加速电极变细的缘故,此处发生折断的机率同样较高。

(2)共振作用折断电极交流电弧炉每一相电流均会产生磁场,总是受到电磁力的作用,该电磁力的大小与电极电流成正比,与三相电极之间的距离成反比。电极之间的相吸或相斥作用,对电极总体上表现为以电极夹持器为支点的力矩作用。电极在冶炼过程中受到电磁力的作用是一定会产生振动的,如果电极立柱发生的机械振动频率与电磁力振动频率接近或同步,就会使电极发生共振作用,容易导致电极疲劳折断。此类原因导致的电极(接头)折断往往没有特定的规律。多发生于电极松脱处。根据对大量现场情况的整理分析,此类折断多发生在电极柱中部附近的接头处,主要原因在于此处径向温差相对较大,存在的内应力也较大的缘故。
(3)夹持操作不规范导致折断电极若电极与夹持器不能保持垂直,电极将存在附加水平分力作用;夹持面若存在异物,夹持点易产生应力集中;若电极驳接不良导致电极在驳接口的机械强度不能满足受力要求。这些不良操作极易造成电极在冶炼工作过程中折断。
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