大直流改内串炉.doc

关于大直流艾奇逊石墨化炉改造为内串石墨化炉的实践总结李锦祥 郭梅安 曹祖良(新乡华能制品有限责任公司 河南新乡453621)大直流艾奇逊石墨化炉是我国目前石墨电极制造企业对电极进行石墨化加工的基本技术设备。直流炉比原来的交流炉具有更好的节能效果，炉温也有所提高。多年来，为我国的石墨电极质量稳定和改进起了较好的作用。艾奇逊石墨化炉的主要加热方式是外加热。电阻料从外面的电极毛胚加热（在电极内部，电流产生的热量很少）这种加热过程电极毛胚本身就存在温度梯度的热应力。使得送电梯度不能过快，炉芯升温速度不能过快，因而送电时间过长，热量损失较大，单位电流密度低，炉温分布不均匀，尤其是炉子上下和两边的温度同炉子中间的温度相差很多。保温料和电阻料更要消耗大量的电能。这些不足之处造成我国石墨电极的质量不够稳定。严重影响了我国碳素企业的经济效益。内串石墨化工艺的主要特点是内热合串接，内热是不用电阻料，电流沿着电极的轴向通入电极，以电极本身做发热体。串接是把电极沿其轴线头对头地串接起来，内串工艺从根本上克服了艾奇逊石墨化炉的弊病。内串石墨化炉的关键技术难题是串接的可靠性和电极在升温是的线膨胀问题，与艾奇逊石墨化工艺相比内串石墨化工艺显示出许多优越性。内串石墨化炉升温速率高。送电周期短由于内串工艺利用电极本身作为发热体，电极内部电流和温度分布比较均匀，热应力小，这就使得内串工艺可以用比艾奇逊炉快多的升温曲线而不致产生裂纹。电耗较低由于内串炉送电时间短不用加热电阻料，这使内串炉的工艺电耗大大降低一般可节电25左右，每年还可节省大量的用于作电阻料的冶金焦和石墨化焦，经济效益十分显著。电极质量均匀而且稳定。在内串石墨化过程中电极温度可达3000，电极边缘和中心间的温度差别很小，两头与中间的温度差别更小。因此，电极质量稳定，炉电极的比电阻比较一致。特别适合生产大规格的石墨电极。用内串炉生产直径400以上的石墨化电极，一是能提高单炉产量：二是电极直径越大工艺技术指标越好；三是能满足大规格高功率，超高功率电极石墨化的需要。所以采用内串石墨化工艺与装备是我国石墨电极生产的必然趋势。新乡华能碳素制品有限责任公司经过几年的努力，结合企业的实际情况于1996年完成了内串石墨化炉的改造工作。并顺利地投入了试生产和小批量生产，取得了良好的效果197年6月通过了河南省计划委员会科技成果处组织的国内专家评审。1998年该项技术成果获河南省冶金建材工业厅科技成果一等奖。内串石墨化工艺专用的液压加压装置同时获国家专利局授于的实用新型专利经过几年的不断努力和探索目前华能碳素公司已基本掌握了内串石墨化炉的设计标准和普通功率石墨电极的基本送电规律，为我国自主发展内串石墨化工艺技术摸索了一条成功之路。1999年lO月为解决上海碳素厂慊州市分厂产品质量的稳定性和降低石墨化工艺电耗上海碳素厂慊州市分厂与新乡华能碳索制品有限责任公司签订了内串石墨化工艺技术转让合同由新乡华能碳素制品有限责任公司负贲石墨化炉设计提供电极装炉技术石墨化送电曲线及试生产送电工柞等与内串石墨化王芝相关的技术服务新乡华能碳素制品有限责任公司根据上海碳素厂慊州市分厂提供的6680KW衡功率大直流变压器的技术参数进行了炉型设计。试验炉为“U型炉，炉芯总长28m，电流密度30A/m3炉温可达2700，适合生产直径350一500mm的石墨电极石墨化直径400mm的石墨电极装炉量为6t 经过双方2个月的共同努力，在1999年12月完成了第一台内串石墨化炉的全部技术改造工作。于12月8日投入试生产。并于当月转入正常生产目前，主要生产直径400mm普通功率石墨化电耗不足3000KWHt，送电时间为8h左右，普通功率石墨电极的平均比电阻为8.5m，整炉电极的比电阻偏差不到5%，产品优级品率为100%，石墨电极本体的实收率为82%。石墨化送电时间全部为夜间低谷电，石墨化电费可降低45%左右。通过， 6680kA衡功率大直流內串石墨化的技术改造实践使原先的一些观点得到进一步的验证。同时可以使6680KVA变压器具备了生产直径40Omm高功率石墨电极和350mm的超高功率石墨电极。全部技术改造费用为人民币300万元左右可建设内串石墨炉8台，6680kvA变压器的內串炉产量可达3000t石墨电极左右，并可保留2台左右的原艾奇避石墨化炉用于生产生产小规格的石墨电极这样一般年产量可嚣3500t左右从节电的成本中2年就可收回全部技术改造费用。炉型的排列根据各厂厂房的实际情况应地制宜布置。 通过本次6680KVA大直流衡功率艾奇逊技术改造的成功实践