利用废弃炭质材料生产高质量密闭电极糊的研究

摘 要：在结合电极糊的使用性能、质量标准等基础条件下，对以废弃炭质材料为主要材料的高质量密闭电极糊的技术创新、配方创新进行了详细分析研究。理论研究和试验结果表明：利用废弃炭质材料生产高质量密闭电极糊，其总体设计方案、配方和工艺流程可行合理，具有良好的节能降耗、绿色环保的质量效果。

关键词：密闭电极糊；无烟煤；废弃炭质材料

电极糊作为矿热炉连续自焙电极的原料，在矿热电炉中边焙烧（位于由钢板制成的电极筒中烧结）边不断消耗（冶炼1t硅铁大约需要消耗电极糊45～65kg；而冶炼1t电石大约消耗电极糊30～40kg），主要用于铁合金和电石行业。电极是设计矿热炉的核心内容，电炉的各项参数尺寸均以电极的尺寸、形状等作为先决条件。电极糊质量的优劣，不仅关系到能否达到预先设定的各项经济技术指标，同时还直接影响到矿热炉能否安全可靠、节能经济的高效稳定生产运行。电极糊独特的焙烧和使用环境，加上国内外矿热电炉不断向大型化、高功率化、高效率化、节能环保、经济合理等方向发展，对密闭糊的质量性能和需求量均提出非常高的要求。研制具有强度高、抗热震性能优越、烧结性能好、不流糊、不断电极、节能、环保等性能的优质密闭糊，也成为电极糊研究的重要内容。文章将研究利用废弃炭质材料（包括废弃炭阳极、碳棒等），代替常规无烟煤作为主要材料，研制高质量的密闭糊，以满足大型矿热炉不断扩容和节能降耗生产需求。

1 电极糊的使用性能

电极糊作为矿热炉连续自焙电极，其能够在3000℃左右的高温环境中连续工作，具有非常良好的导电、导热等性能，同时还具有较好的耐腐蚀和较高的机械强度。虽然电极糊在使用过程中，由于环境中强大的热场、震动、电弧蚀等因素的影响，会发生氧化而不断消耗，但其生产的氧化物气体能够很容易的逸散出去，对矿热炉运行影响较小。从实际应用表明，电极糊在工程实践应用中具有生产工艺简单成熟、生产原材料丰富、综合制造成本低廉，性价比较高、能够满足矿热炉不断提高负荷需求等优点。

虽然电极糊其电流的最大密度仅为9A/cm2，通常为只有5-6A/cm2，与单位导电性能同石墨电极或炭电极相比相差较大，但电极糊电极直径可以达到1.4m，相应电流强度可以达到4.6-10.7万安。另外，生产电极糊原料较为丰富，对原料没有特殊要求，且制造工艺简单成熟，在矿热炉、电阻炉等工业领域中得到广泛采用。大型矿热炉的密闭是今后发展的重要方向，改进生产工艺，研制与之相匹配且具有较高经济效益、节能降耗、资源综合利用的电极糊，也成为电极糊生产质量控制的重点。

2 电极糊的质量标准

大功率封闭矿热炉已成为发展的必然趋势，在炉盖以下强大的热辐射、传导热等对电极的加速焙烧提出了更高的性能要求。由于炉盖密闭处短距离内温度变化较大，当电极糊焙烧速度小于电极消耗速度时，则很容易引发事故，同时电极糊消耗速率也非常快，导致其长期运行在危险工况中，这就要求密闭糊电极焙烧速度响应要快，需要通过较大的电流，以满足电热炉焙烧需求。

国内外对大型电炉用电极糊的质量均提出了非常高的质量指标，国外主要以代表国际先进水平的挪威艾肯公司和原苏联某大型企业标准为准。我国结合我国电热炉运用情况及发展趋势，颁布了中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T 5215-1996（电极糊），对电极糊的理化指标提出了明确的规定，详见表1所示：

在实际工程应用中，要全面地考察电极糊内在的质量，除按照表1及相关行业标准确定的质量指标外，还需要根据实践经验和理论研究成果等，从稳定性、流动性、导热性能、比电阻、抗震性、抗氧化性等方面进行综合优化改进，通过技术创新研制与用户、炉型相匹配的优质电极糊。文章将在表1技术指标的基础上，研究利用废弃炭质材料通过配方创新、工艺创新等，生产高质量密闭电极糊，以达到节能降耗、经济环保的目的。

3 基于废弃炭质材料的高质量密闭电极糊技术创新

3.1 配方创新

传统生产密闭糊的工艺配方：无烟煤（50%）、少灰焦粉（24%）、人造石墨（5%）、粘接剂（22%）。由此带来的弊端：由于原料中无烟煤过多，无烟煤、焦粉中的灰分、挥发分不易控制。灰分、挥发分过高，会使密闭糊强度差、电阻大、电耗高，相应电极消耗也高。经过研究实验，利用废弃碳阳极、碳棒等材料，配方组分的比例变为：废碳材料（71%）、无烟煤（12%）、人造石墨（5%）、粘接剂（12%）。免去了焦炭，减少了无烟煤的使用，各组分的灰分很容易控制，使得产品质量比传统工艺容易控制。

3.2 工艺创新

由于大颗粒可提高抗震性和抗氧化性，减少细粉粒度及增加配方量可以提高糊的强度。所以本项目在干料的粒度范围上较传统工艺密闭糊粒度向外扩展，最大粒度用35mm，细粉则要求小于200目的组分不少于28%。粒度过大会影糊的流动性，所以在配料中加入适量的添加剂增加流动性，而添加剂同时具有去硫的作用。混合干料粒度组成对比如表2所示：

表2 混合干料粒度组成对比

石墨碎或石墨块一般是以0-10mm或0-4mm的粒度配方，加石墨碎的目的除降低糊的灰分外，主要是为了降低电阻率和提高糊的烧结性能，而电极的电阻主要是粉粒本身电阻和接触电阻的共同作用，且接触电阻占的比例较大，石墨碎以0-10mm或0-4mm加入未能起到其应有的作用，同时粗颗粒石墨碎作为骨干粒子时其强度还不如无烟煤，所以将石墨碎粉磨至0-0.15mm，这在粒度上也弥补了无烟煤筛去的0.15-0mm之粒度。

4 实际使用

我厂应用这一研究理论生产的高质量密闭糊在12500KVA、25000KVA电石炉和12500KVA、40000KVA铁合金炉上使用收到良好的效果，电石炉上的单耗25-26KG/1T电石，铁合金炉上（以生产75硅铁为例）单耗30-35KG/1T硅铁。已经使用了2年多未出现任何电极事故。

5 结束语

作为铁合金和电石行业用量最大的功能材料，通过配方创新、工艺创新等提高电极糊的质量水平，并将研究成果与实践使用研究紧密结合起来，研制生产高质量密闭电极糊，具有非常大的工程实践应用研究意义。理论分析和试验证明：利用废弃炭质材料生产高质量密闭电极糊，其总体设计方案、配方和工艺流程可行合理。利用废碳材料代替绝大部分无烟煤，免去了焦炭，减少了无烟煤的使用，使得灰分、挥发分更易控制，具有良好的节能降耗、绿色环保的质量效果。

参考文献

[1]吴世峰.电极糊的使用与质量事故[J].铁合金，2000，153（04）：40-43.

[2]牙金艳.电极糊工业分析快速测定方法的研讨[J].维纶通讯，2004（05）：48-50.

[3]苏家健.电极糊焙烧过程炉温控制系统[J].铁合金，2004（04）：48-50.

作者简介：杨启华（1965-），男，汉族，高级工程师，学士学位，主要从事冶炼工艺方面工作。

摘 要：在结合电极糊的使用性能、质量标准等基础条件下，对以废弃炭质材料为主要材料的高质量密闭电极糊的技术创新、配方创新进行了详细分析研究。理论研究和试验结果表明：利用废弃炭质材料生产高质量密闭电极糊，其总体设计方案、配方和工艺流程可行合理，具有良好的节能降耗、绿色环保的质量效果。

关键词：密闭电极糊；无烟煤；废弃炭质材料

电极糊作为矿热炉连续自焙电极的原料，在矿热电炉中边焙烧（位于由钢板制成的电极筒中烧结）边不断消耗（冶炼1t硅铁大约需要消耗电极糊45～65kg；而冶炼1t电石大约消耗电极糊30～40kg），主要用于铁合金和电石行业。电极是设计矿热炉的核心内容，电炉的各项参数尺寸均以电极的尺寸、形状等作为先决条件。电极糊质量的优劣，不仅关系到能否达到预先设定的各项经济技术指标，同时还直接影响到矿热炉能否安全可靠、节能经济的高效稳定生产运行。电极糊独特的焙烧和使用环境，加上国内外矿热电炉不断向大型化、高功率化、高效率化、节能环保、经济合理等方向发展，对密闭糊的质量性能和需求量均提出非常高的要求。研制具有强度高、抗热震性能优越、烧结性能好、不流糊、不断电极、节能、环保等性能的优质密闭糊，也成为电极糊研究的重要内容。文章将研究利用废弃炭质材料（包括废弃炭阳极、碳棒等），代替常规无烟煤作为主要材料，研制高质量的密闭糊，以满足大型矿热炉不断扩容和节能降耗生产需求。

1 电极糊的使用性能

电极糊作为矿热炉连续自焙电极，其能够在3000℃左右的高温环境中连续工作，具有非常良好的导电、导热等性能，同时还具有较好的耐腐蚀和较高的机械强度。虽然电极糊在使用过程中，由于环境中强大的热场、震动、电弧蚀等因素的影响，会发生氧化而不断消耗，但其生产的氧化物气体能够很容易的逸散出去，对矿热炉运行影响较小。从实际应用表明，电极糊在工程实践应用中具有生产工艺简单成熟、生产原材料丰富、综合制造成本低廉，性价比较高、能够满足矿热炉不断提高负荷需求等优点。

虽然电极糊其电流的最大密度仅为9A/cm2，通常为只有5-6A/cm2，与单位导电性能同石墨电极或炭电极相比相差较大，但电极糊电极直径可以达到1.4m，相应电流强度可以达到4.6-10.7万安。另外，生产电极糊原料较为丰富，对原料没有特殊要求，且制造工艺简单成熟，在矿热炉、电阻炉等工业领域中得到广泛采用。大型矿热炉的密闭是今后发展的重要方向，改进生产工艺，研制与之相匹配且具有较高经济效益、节能降耗、资源综合利用的电极糊，也成为电极糊生产质量控制的重点。

2 电极糊的质量标准

大功率封闭矿热炉已成为发展的必然趋势，在炉盖以下强大的热辐射、传导热等对电极的加速焙烧提出了更高的性能要求。由于炉盖密闭处短距离内温度变化较大，当电极糊焙烧速度小于电极消耗速度时，则很容易引发事故，同时电极糊消耗速率也非常快，导致其长期运行在危险工况中，这就要求密闭糊电极焙烧速度响应要快，需要通过较大的电流，以满足电热炉焙烧需求。

国内外对大型电炉用电极糊的质量均提出了非常高的质量指标，国外主要以代表国际先进水平的挪威艾肯公司和原苏联某大型企业标准为准。我国结合我国电热炉运用情况及发展趋势，颁布了中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T 5215-1996（电极糊），对电极糊的理化指标提出了明确的规定，详见表1所示：

在实际工程应用中，要全面地考察电极糊内在的质量，除按照表1及相关行业标准确定的质量指标外，还需要根据实践经验和理论研究成果等，从稳定性、流动性、导热性能、比电阻、抗震性、抗氧化性等方面进行综合优化改进，通过技术创新研制与用户、炉型相匹配的优质电极糊。文章将在表1技术指标的基础上，研究利用废弃炭质材料通过配方创新、工艺创新等，生产高质量密闭电极糊，以达到节能降耗、经济环保的目的。

3 基于废弃炭质材料的高质量密闭电极糊技术创新

3.1 配方创新

传统生产密闭糊的工艺配方：无烟煤（50%）、少灰焦粉（24%）、人造石墨（5%）、粘接剂（22%）。由此带来的弊端：由于原料中无烟煤过多，无烟煤、焦粉中的灰分、挥发分不易控制。灰分、挥发分过高，会使密闭糊强度差、电阻大、电耗高，相应电极消耗也高。经过研究实验，利用废弃碳阳极、碳棒等材料，配方组分的比例变为：废碳材料（71%）、无烟煤（12%）、人造石墨（5%）、粘接剂（12%）。免去了焦炭，减少了无烟煤的使用，各组分的灰分很容易控制，使得产品质量比传统工艺容易控制。

3.2 工艺创新

由于大颗粒可提高抗震性和抗氧化性，减少细粉粒度及增加配方量可以提高糊的强度。所以本项目在干料的粒度范围上较传统工艺密闭糊粒度向外扩展，最大粒度用35mm，细粉则要求小于200目的组分不少于28%。粒度过大会影糊的流动性，所以在配料中加入适量的添加剂增加流动性，而添加剂同时具有去硫的作用。混合干料粒度组成对比如表2所示：

表2 混合干料粒度组成对比

石墨碎或石墨块一般是以0-10mm或0-4mm的粒度配方，加石墨碎的目的除降低糊的灰分外，主要是为了降低电阻率和提高糊的烧结性能，而电极的电阻主要是粉粒本身电阻和接触电阻的共同作用，且接触电阻占的比例较大，石墨碎以0-10mm或0-4mm加入未能起到其应有的作用，同时粗颗粒石墨碎作为骨干粒子时其强度还不如无烟煤，所以将石墨碎粉磨至0-0.15mm，这在粒度上也弥补了无烟煤筛去的0.15-0mm之粒度。

4 实际使用

我厂应用这一研究理论生产的高质量密闭糊在12500KVA、25000KVA电石炉和12500KVA、40000KVA铁合金炉上使用收到良好的效果，电石炉上的单耗25-26KG/1T电石，铁合金炉上（以生产75硅铁为例）单耗30-35KG/1T硅铁。已经使用了2年多未出现任何电极事故。

5 结束语

作为铁合金和电石行业用量最大的功能材料，通过配方创新、工艺创新等提高电极糊的质量水平，并将研究成果与实践使用研究紧密结合起来，研制生产高质量密闭电极糊，具有非常大的工程实践应用研究意义。理论分析和试验证明：利用废弃炭质材料生产高质量密闭电极糊，其总体设计方案、配方和工艺流程可行合理。利用废碳材料代替绝大部分无烟煤，免去了焦炭，减少了无烟煤的使用，使得灰分、挥发分更易控制，具有良好的节能降耗、绿色环保的质量效果。

参考文献

[1]吴世峰.电极糊的使用与质量事故[J].铁合金，2000，153（04）：40-43.

[2]牙金艳.电极糊工业分析快速测定方法的研讨[J].维纶通讯，2004（05）：48-50.

[3]苏家健.电极糊焙烧过程炉温控制系统[J].铁合金，2004（04）：48-50.

作者简介：杨启华（1965-），男，汉族，高级工程师，学士学位，主要从事冶炼工艺方面工作。

摘 要：在结合电极糊的使用性能、质量标准等基础条件下，对以废弃炭质材料为主要材料的高质量密闭电极糊的技术创新、配方创新进行了详细分析研究。理论研究和试验结果表明：利用废弃炭质材料生产高质量密闭电极糊，其总体设计方案、配方和工艺流程可行合理，具有良好的节能降耗、绿色环保的质量效果。

关键词：密闭电极糊；无烟煤；废弃炭质材料

电极糊作为矿热炉连续自焙电极的原料，在矿热电炉中边焙烧（位于由钢板制成的电极筒中烧结）边不断消耗（冶炼1t硅铁大约需要消耗电极糊45～65kg；而冶炼1t电石大约消耗电极糊30～40kg），主要用于铁合金和电石行业。电极是设计矿热炉的核心内容，电炉的各项参数尺寸均以电极的尺寸、形状等作为先决条件。电极糊质量的优劣，不仅关系到能否达到预先设定的各项经济技术指标，同时还直接影响到矿热炉能否安全可靠、节能经济的高效稳定生产运行。电极糊独特的焙烧和使用环境，加上国内外矿热电炉不断向大型化、高功率化、高效率化、节能环保、经济合理等方向发展，对密闭糊的质量性能和需求量均提出非常高的要求。研制具有强度高、抗热震性能优越、烧结性能好、不流糊、不断电极、节能、环保等性能的优质密闭糊，也成为电极糊研究的重要内容。文章将研究利用废弃炭质材料（包括废弃炭阳极、碳棒等），代替常规无烟煤作为主要材料，研制高质量的密闭糊，以满足大型矿热炉不断扩容和节能降耗生产需求。

1 电极糊的使用性能

电极糊作为矿热炉连续自焙电极，其能够在3000℃左右的高温环境中连续工作，具有非常良好的导电、导热等性能，同时还具有较好的耐腐蚀和较高的机械强度。虽然电极糊在使用过程中，由于环境中强大的热场、震动、电弧蚀等因素的影响，会发生氧化而不断消耗，但其生产的氧化物气体能够很容易的逸散出去，对矿热炉运行影响较小。从实际应用表明，电极糊在工程实践应用中具有生产工艺简单成熟、生产原材料丰富、综合制造成本低廉，性价比较高、能够满足矿热炉不断提高负荷需求等优点。

虽然电极糊其电流的最大密度仅为9A/cm2，通常为只有5-6A/cm2，与单位导电性能同石墨电极或炭电极相比相差较大，但电极糊电极直径可以达到1.4m，相应电流强度可以达到4.6-10.7万安。另外，生产电极糊原料较为丰富，对原料没有特殊要求，且制造工艺简单成熟，在矿热炉、电阻炉等工业领域中得到广泛采用。大型矿热炉的密闭是今后发展的重要方向，改进生产工艺，研制与之相匹配且具有较高经济效益、节能降耗、资源综合利用的电极糊，也成为电极糊生产质量控制的重点。

2 电极糊的质量标准

大功率封闭矿热炉已成为发展的必然趋势，在炉盖以下强大的热辐射、传导热等对电极的加速焙烧提出了更高的性能要求。由于炉盖密闭处短距离内温度变化较大，当电极糊焙烧速度小于电极消耗速度时，则很容易引发事故，同时电极糊消耗速率也非常快，导致其长期运行在危险工况中，这就要求密闭糊电极焙烧速度响应要快，需要通过较大的电流，以满足电热炉焙烧需求。

国内外对大型电炉用电极糊的质量均提出了非常高的质量指标，国外主要以代表国际先进水平的挪威艾肯公司和原苏联某大型企业标准为准。我国结合我国电热炉运用情况及发展趋势，颁布了中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T 5215-1996（电极糊），对电极糊的理化指标提出了明确的规定，详见表1所示：

在实际工程应用中，要全面地考察电极糊内在的质量，除按照表1及相关行业标准确定的质量指标外，还需要根据实践经验和理论研究成果等，从稳定性、流动性、导热性能、比电阻、抗震性、抗氧化性等方面进行综合优化改进，通过技术创新研制与用户、炉型相匹配的优质电极糊。文章将在表1技术指标的基础上，研究利用废弃炭质材料通过配方创新、工艺创新等，生产高质量密闭电极糊，以达到节能降耗、经济环保的目的。

3 基于废弃炭质材料的高质量密闭电极糊技术创新

3.1 配方创新

传统生产密闭糊的工艺配方：无烟煤（50%）、少灰焦粉（24%）、人造石墨（5%）、粘接剂（22%）。由此带来的弊端：由于原料中无烟煤过多，无烟煤、焦粉中的灰分、挥发分不易控制。灰分、挥发分过高，会使密闭糊强度差、电阻大、电耗高，相应电极消耗也高。经过研究实验，利用废弃碳阳极、碳棒等材料，配方组分的比例变为：废碳材料（71%）、无烟煤（12%）、人造石墨（5%）、粘接剂（12%）。免去了焦炭，减少了无烟煤的使用，各组分的灰分很容易控制，使得产品质量比传统工艺容易控制。

3.2 工艺创新

由于大颗粒可提高抗震性和抗氧化性，减少细粉粒度及增加配方量可以提高糊的强度。所以本项目在干料的粒度范围上较传统工艺密闭糊粒度向外扩展，最大粒度用35mm，细粉则要求小于200目的组分不少于28%。粒度过大会影糊的流动性，所以在配料中加入适量的添加剂增加流动性，而添加剂同时具有去硫的作用。混合干料粒度组成对比如表2所示：

表2 混合干料粒度组成对比

石墨碎或石墨块一般是以0-10mm或0-4mm的粒度配方，加石墨碎的目的除降低糊的灰分外，主要是为了降低电阻率和提高糊的烧结性能，而电极的电阻主要是粉粒本身电阻和接触电阻的共同作用，且接触电阻占的比例较大，石墨碎以0-10mm或0-4mm加入未能起到其应有的作用，同时粗颗粒石墨碎作为骨干粒子时其强度还不如无烟煤，所以将石墨碎粉磨至0-0.15mm，这在粒度上也弥补了无烟煤筛去的0.15-0mm之粒度。

4 实际使用

我厂应用这一研究理论生产的高质量密闭糊在12500KVA、25000KVA电石炉和12500KVA、40000KVA铁合金炉上使用收到良好的效果，电石炉上的单耗25-26KG/1T电石，铁合金炉上（以生产75硅铁为例）单耗30-35KG/1T硅铁。已经使用了2年多未出现任何电极事故。

5 结束语

作为铁合金和电石行业用量最大的功能材料，通过配方创新、工艺创新等提高电极糊的质量水平，并将研究成果与实践使用研究紧密结合起来，研制生产高质量密闭电极糊，具有非常大的工程实践应用研究意义。理论分析和试验证明：利用废弃炭质材料生产高质量密闭电极糊，其总体设计方案、配方和工艺流程可行合理。利用废碳材料代替绝大部分无烟煤，免去了焦炭，减少了无烟煤的使用，使得灰分、挥发分更易控制，具有良好的节能降耗、绿色环保的质量效果。

参考文献

[1]吴世峰.电极糊的使用与质量事故[J].铁合金，2000，153（04）：40-43.

[2]牙金艳.电极糊工业分析快速测定方法的研讨[J].维纶通讯，2004（05）：48-50.

[3]苏家健.电极糊焙烧过程炉温控制系统[J].铁合金，2004（04）：48-50.

作者简介：杨启华（1965-），男，汉族，高级工程师，学士学位，主要从事冶炼工艺方面工作。