無底電極(偶數電極)直流礦熱爐應用中的優缺點
無底電極直流電爐在應用中存在有局限性,根據實踐闡述一下無底電極雙電極直流電爐和帶底電極單電極直流電爐的優缺點。
一、 無底雙電極直流電爐的優點和缺點優點是:
1、無底雙電極直流電爐與交流爐相比,簡化爐膛設計。
2、將現有的多種爐形,如圓形、長方形交流爐可輕松改裝為直流電爐。
3、電爐功率因數高。
4、與帶底電極同容量設計相比,在給定功率下,電爐將以更低的總電流(大約一半)運行。這是由于在渣池上存在有兩個串聯的電弧和兩個電弧附著區,他們的作用是增加爐襯的總電阻。
缺點是:
1、無底雙電極直流電爐載流能力與單電極直流電爐相同,因為每一個電極都承載全爐電流。
2、無底雙電極直流電爐由于電阻增加,電爐二次電壓將在更高的電壓下運行(大約是單電極直流電爐的 2 倍)不適合低電壓大電流產品冶煉。
3、無底雙電極直流電爐由于陽極和陰極同在爐頂,產生兩個弧柱,其中陽極弧柱“拓撲”到陰極上去(拓撲是一個數學術語;它只考慮物體間的位置關系而不考慮它們的形狀和大?。┒拗屏诉@種爐的適用性,適合處理低電阻率的物料,如廢鋼和鈦渣。形成的兩個弧柱大小不等,造成反應區空腔不穩定,容易造成塌料。
4、無底電極雙電極(四電極)直流電爐從直流電正極供給石墨陽極,經石墨陽極工作端→陽極弧柱→爐底→陰極弧柱→陰極工作端→電源負極,這一過程產生的電壓降大約為25V-30V,串聯電路中電流相等,那么陽極的功率大于陰極的功率,這也就形成了陽極反應區溫度高于陰極反應區的溫度,形成的兩個弧柱大小不等,造成反應區空腔不穩定,容易造成塌料和熔池溫度不均勻。
5、無底雙電極直流電爐陽極和陰極電弧射流攜帶的電流方向相反,并會相互排斥,導致兩個弧柱成外八字偏弧。
6、由于偶數電極熱分布圓布置沒有三電極合理,布置太近功率重疊較大,有價金屬燒損較大,稍遠容易形成冷區。
二、為什么無底雙電極直流電爐不適合冶煉硅系產品(硅鈣、硅鋁、工業硅等)
1、硅系產品在冶煉過程中需要低電壓大電流進行一段時間的悶燒,恰恰無底電極雙電極(四電極)直流電爐的特性是高電壓低電流,所以無底電極雙電極直流電爐不適合無渣冶煉工藝技術。
2、由于無底雙電極直流電爐兩電極之間溫度的差別,陰極溫度低于陽極溫度,在陰極部位存在的碳化硅需要更高的溫度去分解碳化硅,而陰極溫度低于陽極溫度,容易在陰極反應區形成碳化硅堆積,造成爐底上漲。
3、由于無底電極直流電爐(偶數電極)在熔池中分布的電極極心圓形狀不合理,形成多個冷區,延長了冶煉時間,造成冶煉電耗升高。
通過以上理論分析和應用實踐,證明無底電極直流電爐(偶數電極)不適合硅系無渣冶煉工藝,如在硅系產品中應用還需要進行進一步探討、研究和實踐如何解決以上技術難題。