Cấp điện cực than chì và cơ chế tổn hao EAF: Tổng quan về mặt kỹ thuật

Điện cực than chìlà những vật tư tiêu hao mang theo dòng điện-được sử dụng trong lò nung hồ quang điện (EAF) và lò nung lò nung. Đối với các nhà sản xuất thép, điện cực phù hợp không chỉ đơn giản là loại RP, HP hay UHP rẻ nhất. Cấp độ phải phù hợp với công suất lò, dòng điện vận hành, đường kính điện cực và điều kiện nhiệt.

Trong thực tế, chi phí điện cực cho mỗi tấn thép phụ thuộc vào cả giá mua và mức tiêu thụ thực tế. Xói mòn đầu, oxy hóa thành bên và tổn thất ở mối nối hoặc đứt gãy có thể dễ dàng lớn hơn sự khác biệt nhỏ trong báo giá điện cực.

Trang này giải thích sự khác nhau của các điện cực than chì RP, HP và UHP, thông số kỹ thuật nào quan trọng khi bạn tìm nguồn và cách đánh giá chi phí điện cực thực tế trong vận hành lò nung.

RP, HP và UHP mô tả các loại hiệu suất điện cực than chì khác nhau. Sự khác biệt dựa trên sự kết hợp giữa điện trở suất, tải dòng điện cho phép, mật độ khối, độ giãn nở nhiệt và hiệu suất cơ học chứ không chỉ riêng đường kính.

Các giá trị sau đây là phạm vi tham chiếu ngành hữu ích. Chúng không nên được coi là giới hạn chấp nhận chung vì giá trị thực tế thay đổi tùy theo đường kính điện cực, tiêu chuẩn áp dụng và nhà sản xuất.

Các điện cực UHP thường sử dụng tỷ lệ than cốc kim cao cấp để đạt được điện trở suất thấp hơn và độ giãn nở nhiệt thấp hơn. Các điện cực HP cũng có thể kết hợp than cốc kim tùy thuộc vào thiết kế sản phẩm, trong khi các loại RP thường phụ thuộc nhiều hơn vào than cốc dầu mỏ thông thường.

Đối với việc mua sắm EAF, tên cấp chỉ cung cấp cho bạn loại hiệu suất chung. Các tham số sau sẽ hữu ích hơn khi bạn so sánh báo giá và bảng dữ liệu kỹ thuật.

Đối với các hệ thống lắp đặt EAF công suất cao-lớn, chúng ta thường gặp các điện cực than chì có đường kính khoảng 600-700 mm và chiều dài khoảng 1.800-2.700 mm nhưng kích thước chính xác phải tuân theo thiết kế lò chứ không phải theo quy tắc chung.

Khi được yêu cầu, hãy yêu cầu các giá trị kiểm tra lô thực tế thay vì chỉ dựa vào giới hạn danh mục.

Sự tiêu thụ điện cực than chì không phải do một cơ chế duy nhất gây ra. Trong quá trình vận hành lò thực tế, tổn thất thường xuất phát từ sự kết hợp giữa mức tiêu thụ đầu tip, quá trình oxy hóa thành bên và tổn thất liên quan đến cơ học hoặc mối nối.

Tiêu thụ đầu điện cực than chì

Đầu điện cực hoạt động trực tiếp phía trên hồ quang điện và chịu tải nhiệt cực cao. Sự mất cacbon ở đầu điện cực xảy ra thông qua các phản ứng ở nhiệt độ-cao, sự thăng hoa và suy thoái dần dần của đầu điện cực.

Tiêu thụ đầu tip có thể chiếm một phần đáng kể trong tổng tổn thất điện cực, nhưng tỷ lệ phần trăm chính xác thay đổi tùy theo công suất lò, dòng điện, điều kiện hồ quang và cách thức vận hành.

Chạy điện cực ở mật độ dòng điện cao hơn mức phù hợp với loại điện cực đó có thể đẩy nhanh mức tiêu thụ đầu điện cực và tăng nguy cơ xảy ra sự cố khi vận hành.

Quá trình oxy hóa thành bên điện cực than chì

Thành bên điện cực nóng phản ứng với oxy trong môi trường lò. Quá trình oxy hóa ngày càng trở nên quan trọng khi nhiệt độ điện cực và thời gian tiếp xúc tăng lên.

Mức tiêu thụ của thành bên có thể tăng lên với:

• tiếp xúc với nhiệt độ-cao lâu hơn;
• không khí xâm nhập vào lò;
• thực hành oxy tích cực;
• diện tích bề mặt điện cực tiếp xúc lớn.

Việc bịt kín lò tốt, kiểm soát vận hành và các biện pháp kiểm soát-quá trình oxy hóa phù hợp có thể giúp giảm tổn thất thành bên không cần thiết. Lớp phủ chống{2}}oxy hóa cũng có thể được xem xét trong một số điều kiện vận hành.

Mất mối nối và đứt gãy điện cực than chì

Kết nối núm vú phải mang cả dòng điện và tải cơ học trong khi trải qua các chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại.

Tình trạng khớp kém, mô-men xoắn siết không đúng, va đập, rung hoặc ứng suất nhiệt có thể dẫn đến hư hỏng núm vú, lỏng hoặc gãy điện cực. Hỏng khớp có thể dẫn đến mất cuống hoặc mất một phần cột điện cực.

Vì lý do này, núm vú phải phù hợp với cấp điện cực và thông số kỹ thuật kết nối thay vì được coi như một phụ kiện phụ.

Chọn cấp điện cực than chì tùy theo điều kiện vận hành lò thay vì chỉ dựa vào giá mua.

Điện cực-có giá thấp hơn có thể trở nên đắt hơn nếu-khả năng mang dòng điện, hiệu suất nhiệt hoặc các đặc tính cơ học của nó không phù hợp với lò nung.

Trước khi chọn RP, HP hoặc UHP, hãy xác nhận:

• loại lò và công suất máy biến áp;
• dòng điện hoạt động bình thường;
• đường kính điện cực;
• mật độ dòng điện tính toán;
• thời gian gia nhiệt và chu kỳ nhiệt;
• phế liệu, DRI hoặc cách tính phí khác;
• thực hành oxy và đầu đốt;
• mức tiêu thụ điện cực lịch sử tính bằng kg/t thép.

Chạy điện cực cấp RP-ở mật độ dòng điện điển hình hơn của dịch vụ UHP có thể làm tăng mức tiêu thụ điện cực và nguy cơ hỏng hóc đủ để bù đắp cho giá mua thấp hơn.

Ngược lại, việc sử dụng điện cực UHP trong ứng dụng có dòng điện-thấp không tự động mang lại lợi ích kinh tế có thể đo lường được.

Việc so sánh các điện cực than chì chỉ bằng USD/MT hoặc RMB/MT có thể gây hiểu nhầm.

Một biện pháp mua hàng hữu ích hơn làchi phí điện cực cho mỗi tấn thép được sản xuất.

Bạn có thể đánh giá nó bằng cách sử dụng:

Chi phí điện cực trên mỗi tấn thép=mức tiêu thụ điện cực (kg/t thép) × giá điện cực được giao trên mỗi kg

Ví dụ, một điện cực có giá mỗi tấn cao hơn vẫn có thể giảm tổng chi phí lò nếu nó giảm mức tiêu thụ, giảm độ vỡ và hỗ trợ nhiệt độ ngắn hơn hoặc ổn định hơn.

Khi xem xét nhà cung cấp, hãy theo dõi riêng những nội dung sau:

• tiêu thụ điện cực bình thường;
• mất tiền boa;
• quá trình oxy hóa thành bên;
• tổn thất gốc và mối nối;
• vỡ bất thường;
• năng suất lò.

Điều này mang lại một bức tranh rõ ràng hơn nhiều so với việc chỉ so sánh giá điện cực.

Để biết các kích thước có sẵn và thông số kỹ thuật của sản phẩm, bạn cũng có thể xem lại của chúng tôiĐiện cực than chìphạm vi sản phẩm.

Câu hỏi 1: Sự khác biệt giữa các điện cực than chì RP, HP và UHP là gì?
RP, HP và UHP đại diện cho các loại hiệu suất điện cực khác nhau. UHP thường hỗ trợ tải dòng điện cao hơn và có điện trở suất thấp hơn cũng như độ giãn nở nhiệt thấp hơn so với loại RP. Việc phân loại cuối cùng phải được kiểm tra dựa trên đường kính thực tế và thông số kỹ thuật của sản phẩm.

Câu 2: Điện cực than chì UHP có luôn tốt hơn HP hay RP không?
Không. UHP được thiết kế để vận hành lò nung công suất-cao. Nếu dòng điện lò và điều kiện vận hành không yêu cầu hiệu suất UHP thì chi phí mua thêm có thể không mang lại lợi ích đáng kể.

Câu hỏi 3: Làm cách nào để chọn đường kính điện cực than chì chính xác?
Đường kính điện cực phải tuân theo thiết kế lò, công suất máy biến áp, giá đỡ điện cực và dòng điện hoạt động. Cấp và đường kính nên được chọn cùng nhau thay vì độc lập.

Q4: Điều gì gây ra mức tiêu thụ điện cực than chì cao?
Các nguyên nhân phổ biến bao gồm mức tiêu thụ đầu tip cao, quá trình oxy hóa thành bên, mật độ dòng điện quá cao, tiếp xúc với-nhiệt độ cao trong thời gian dài, các vấn đề về khớp nối, hư hỏng cơ học và vận hành lò không ổn định.

Câu 5: Tại sao điện trở suất lại quan trọng?
Điện trở suất ảnh hưởng đến sự dẫn điện và tổn thất điện. Điện trở suất thấp hơn thường hỗ trợ tải dòng điện cao hơn, nhưng giá trị chấp nhận được phụ thuộc vào loại điện cực, đường kính và thông số kỹ thuật áp dụng.

Q6: Tại sao núm vú điện cực than chì lại quan trọng?
Núm vú kết nối các điện cực riêng lẻ vào một cột làm việc. Hiệu suất điện, cơ và kích thước của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của khớp. Núm vú bị siết kém hoặc núm vú không phù hợp có thể làm tăng nguy cơ bị lỏng, gãy hoặc mất cuống.

Câu hỏi 7: Tôi nên yêu cầu những thông số kỹ thuật nào trước khi mua điện cực UHP?
Xác nhận đường kính, chiều dài, điện trở suất, mật độ khối, độ bền uốn, CTE, hàm lượng tro, thông số núm vú, loại ren và các giá trị kiểm tra lô yêu cầu.

Câu 8: Nên so sánh giá điện cực than chì như thế nào?
So sánh cả giá điện cực được giao và mức tiêu thụ thực tế tính bằng kg/tấn thép. Một điện cực đắt tiền hơn có thể có tổng chi phí vận hành thấp hơn nếu mức tiêu thụ và tổn thất bất thường giảm.

Các điện cực than chì RP, HP và UHP phải được lựa chọn theo công suất lò, mật độ dòng điện vận hành và đặc tính điện cực, trong khi chi phí điện cực thực tế phải được đánh giá từ cả giá mua và mức tiêu thụ trên mỗi tấn thép.

Câu hỏi về điểm chủ yếu là câu hỏi-tải lò; câu hỏi về chi phí là câu hỏi về tiêu dùng và tổn thất. Xác minh các thông số kỹ thuật của điện cực và núm vú hiện hành, so sánh hiệu suất của lô nếu cần thiết và theo dõi tổn thất đầu, thành bên và khớp nối riêng biệt để hiểu chi phí thực tế của điện cực than chì trong hoạt động EAF của bạn.