电极糊存放不当及存放时间对其性能的影响

电极糊存放不当及存放时间对其性能的影响电极糊主要原料的配比变动对质量产生直接影响，当配方确定，生产过程中原料、粉料出现变化必须由煤沥青(黏结剂)来调整。沥青作为黏结剂，对其软化点的要求也不尽相同，它在电极糊中是以挥发分这个指标作为主要的表现形式。电极糊产品的挥发分会对流动性、自然堆积、塑性值产生直接影响，导致电极烧结速度、电极损耗发生相应的变化。由于沥青有持续挥发的特性，所以存贮的环境及期限会对电极糊质量产生较大的影响，因此电极糊产品是有保质期的。沥青的理化分析数据随着存贮时间的变化叫沥青的老化，沥青理化数据的变化和存贮时间、环境温度、沥青的比表面积以及通风情况有关系。沥青的老化对电极糊的质量有较大的影响,但在电极糊行业标准中并没有对电极糊的保质期进行规定，本文通过对电极糊存贮环境的研究，找出影响电极糊老化的影响因素，着重对存贮时间、温度做了以下研究。1电极糊的用途电极糊是一种用于矿热炉中的炭素材料，它也被称为自焙电极。电极糊广泛使用于生产铁合金(如硅铁、锰铁、锰硅合金、铬铁和镍铁)、电石和生铁、金属硅等领域，作为连续自焙电极的材料使用。电极糊的工作原理，即电极糊在矿热炉内的热量作用下完成熔融、烧结，形成固态炭电极，其质量直接影响到电炉的运行效率和稳定性。电极糊的使用关键在于电极的烧结速度与压放速度相匹配，以避免电极软断或硬断的问题。而挥发分是决定烧结速度和压放速度的主要因素之一。挥发分使用的匹配值与电极糊生产时沥青加入量有关，也与存放场地、环境温度、湿度和时间有关。目前电极糊在国内的用量见表1。表1国内电极糊用量2电极糊的生产过程电极糊生产通常由固体原料(电煅煤、普煅煤、残阳极、石墨粉、冶金焦、煅后石油焦等)和液体原料(煤沥青、煤焦油、蒽油)严格按冶炼品种和炉型参数匹配的配方比例混合而成。挥发分是电极糊的一个重要技术指标，它指的是电极糊中可以挥发的物质含量，挥发分的含量对电极糊的烧结质量、电极的正常运转以及生产过程的稳定性都有着显著的影响。挥发分的含量也反映了黏结剂煤沥青的使用量，适量的挥发分可生产出塑性和流动性好的糊料，有助于提高电极糊的黏性和烧结质量。电极糊生产工艺流程见图1。图1电极糊生产工艺流程合同签订的挥发分范围一般在1.5%区间，生产厂家由于生产过程中固体原料处理的纯度会在一定范围内波动，因此挥发分会在1.5%区间内进行调整，调整幅度最大不超过0.5%,以达到电极糊使用质量的匹配性与稳定性。3电极糊贮存环境的研究本实验于2022年10月立项，2022年11月至2024年8月进行实验，历时近两年积累了大量实验数据，如下所示。3.1贮存环境条件A存放方式：将1吨袋装电极糊存放在露天阳光下;B存放方式：将1吨袋装电极糊存放在避光的库房内;C存放方式：将1吨电极糊散堆存放在露天阳光下;D存放方式：将1吨电极糊散堆存放在避光的库房内。3.2检测(1)10天检测灰分、挥发分一次，30天检测灰分、挥发分、体积密度、抗压强度、电阻率、延伸率一次。(2)检测标准。制样：按YB/T5054-2015炭糊类检测试样制备方法制备;挥发分：按YB/T5189-2022炭素材料挥发分的测定测定;延伸率：按YB/T5289-2017电极糊延伸率试验方法测定;灰分：按GB/T1429-2009炭素材料灰分含量测定方法测定;体积密度：按GB/T24528-2009炭素材料体积密度测定方法测定;耐压强度：按GB/T1431-2019炭素材料耐压强度测定方法测定;电阻率：按GB/T24525-2009炭素材料电阻率测定方法测定。3.3试验过程由于电极糊在工业生产中一年四季不间断使用，属于连续消耗的产品，而温度对电极糊影响较大，故将3.1试验条件分夏季与冬季分别进行试验。石嘴山市2023-2024年夏季(5月-9月)和2022-2023年冬季(11月-4月)最高气温趋势见图2,数据见表2。图22023-2024年夏季(5-9月)和2022-2023年冬季(11-4月)最高气温趋势表2最高气温趋势数据3.4多点综合取样试验结果3.4.12023年和2024年夏季存放挥发分指标如图3所示，挥发分数据如表3所示。图3挥发分指标表3挥发分数据体积密度指标如图4所示，体积密度数据如表4所示。电阻率指标如图5所示，电阻率数据如表5所示。图4体积密度指标表4体积密度数据图5电阻率指标表5电阻率数据延伸率指标如图6所示，延伸率数据如表6所示。图6延伸率指标表6延伸率数据耐压强度指标如图7所示，耐压强度数据如表7所示。图7耐压强度指标表7耐压强度数据3.4.22022年和2023年冬季存放挥发分指标如图8所示，挥发分数据如表8所示。体积密度指标如图9所示，体积密度数据如表9所示。图8挥发分指标表8挥发分数据图9体积密度指标表9体积密度数据延伸率指标如图10所示，延伸率数据如表10所示。图10延伸率指标表10延伸率数据电阻率指标如图11所示，电阻率数据如表11所示。图11电阻率指标表11电阻率数据耐压强度指标如图12所示，耐压强度数据如表12所示。图12耐压强度指标表12耐压强度数据3.5分析讨论电极糊存贮时间越长，体积密度、耐压强度、流动性、自然堆积、塑性值也随之降低，而电阻率升高，烧结速度会发生较大变化。灰分值是一个较稳定的理化指标，长期密闭存放对灰分没有什么影响，但散装无遮蔽的电极糊长时间存放会受环境灰尘污染从而增加电极糊灰分值，增加多少与存放环境密切相关。4结语电极糊性能退化实际上是沥青性能退化在电极糊中的表现，电极糊性能退化速度和存贮的时间、温度、暴露的比表面积、通风条件有关，电极糊的挥发分、抗压强度、流动性、假比重随着存贮时间的加长而变小，电阻率会变大。电极糊性能的退化对用户的使用危害较大，性能退化的电极糊会造成电极的不正常烧结，出现堆积疏松、消耗过大、断电极、掉头掉块等电极事故，所以电极糊是有一定保质期的。经实验证明，电极糊一般保质期为：夏季吨袋露天堆放三个月后慎用;冬季吨袋露天堆放六个月后慎用。对于超出保质期的