石墨化爐的冷卻方法
石墨化爐在運(yùn)行中,爐溫達(dá)2300℃以上,導(dǎo)電電極與爐芯連結(jié)的一端就是在這樣的高溫下進(jìn)行工作。導(dǎo)電電極的另一端與銅母線相連接,這就要保證與銅板的連接處的溫度要低于銅板的融化溫度,同時(shí),因?qū)щ婋姌O裸露在空氣中,必須在低于氧化溫度下工作。為此,一定要進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。目前基本有兩種冷卻方式。
1、直接淋水冷卻:
以鉆孔水管橫架于導(dǎo)電電極上,澆水于導(dǎo)電電極及其與銅母線的連接處,使之冷卻。這種直接冷卻方式簡(jiǎn)單、方便,冷卻效果好。缺點(diǎn)是,冷卻水四濺,易對(duì)爐體滲水。而且這種方式需要安裝一泄水槽,水槽易阻塞,不及時(shí)處理,槽內(nèi)水就容易滲入爐內(nèi),噴淋水也容易滲入爐內(nèi),使?fàn)t子的壽命周期縮短,同時(shí)易使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)品氧化。另外,在北方,冬季水槽四周容易結(jié)冰較多,不易處理。
2、直接內(nèi)冷:
在導(dǎo)電電極鏜孔后直接用絲堵堵上,再接上一長(zhǎng)一短兩根水管,讓水直接流到電極的圓孔后再排出,從上述意義講,人造石墨只能稱作一種“多晶石墨”。不過(guò)這種“多晶石墨”已具備了理想石墨的基本特性。
3、金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子與相鄰的四個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合,呈正四面體配位,屬于等軸晶系,金剛石是典型的原子晶體,金剛石的這種結(jié)構(gòu)特征,決定了金剛石不導(dǎo)電,導(dǎo)熱性也很差。在隔絕空氣的條件下加熱到1000℃時(shí),金剛石轉(zhuǎn)變?yōu)槭Y(jié)構(gòu),在空氣中加熱到780℃左右會(huì)燃燒而生成二氧化碳。使用純度較高的人造石墨在高溫、高壓下可以獲得人造金剛石,但是這種人造金剛石的顆粒比較小。
這種方式的優(yōu)點(diǎn)是易將水系統(tǒng)做成全封閉或半封閉系統(tǒng),不會(huì)向爐內(nèi)滲入。因?yàn)榭梢圆挥眯顾郏瑥亩?,用此方法的廠家,多把水系統(tǒng)做成半封閉系統(tǒng)。缺點(diǎn)是:冷卻效果不如直接淋水冷卻,對(duì)水質(zhì)要求較高,嚴(yán)禁缺水。否則爐頭溫度升高,再忽然通入冷水,易產(chǎn)生水爆,十分危險(xiǎn)。
石墨化爐側(cè)墻分固定墻和活動(dòng)墻
固定式側(cè)墻一般采用耐火磚砌筑,每隔一定間隔都要留一排氣孔,以使送電過(guò)程中爐芯內(nèi)的煙氣能順利排出。使用耐火磚做側(cè)墻,保溫效果好,使用壽命也稍長(zhǎng),但造價(jià)較高。
活動(dòng)式側(cè)墻是由水泥、粘土、耐火磚碎塊等按一定比例配制而成,墻上留有排氣孔。使用時(shí)將活動(dòng)側(cè)墻吊放在爐兩側(cè)、由槽鋼做成的柱子間。活動(dòng)式側(cè)墻的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、省工,且冷卻爐子時(shí)方便。缺點(diǎn)是不耐機(jī)械沖擊和熱沖擊,以及破損不能修補(bǔ)等。
此外,現(xiàn)在還出現(xiàn)了下半部為固定式,上半部為活動(dòng)式的混合型側(cè)墻,兼顧了兩者的優(yōu)點(diǎn),使用效果比較理想。槽鋼(或鑄鐵支架)主要起固定側(cè)墻的作用。通電爐芯由被加熱的產(chǎn)品和中間填充電阻料組成。通電后爐體有一定的熱脹力。