電極材料課件

電極材料1.1電極

電極是鐵合金電爐的關(guān)鍵性部件，是短網(wǎng)的一部分。鐵合金電爐冶煉就是通過(guò)電極，將來(lái)自電網(wǎng)經(jīng)過(guò)爐用變壓器變?yōu)榈碗妷?、大電流的電能輸送到爐內(nèi)，并通過(guò)電極電弧和爐料電阻，熔融爐渣和金屬的電阻，把電能轉(zhuǎn)變成熱能，以滿足冶煉所需的高溫條件和補(bǔ)充化學(xué)反應(yīng)所需的熱量。

2.1.1電極的分類、性能及其用途2.1.1.1電極的分類(1)對(duì)電極材料的要求：導(dǎo)電性要好，比電阻（長(zhǎng)為1m，橫截面積為1mm2的導(dǎo)體的電阻值，單位為Ω·mm2/m）要小，以減少電能的損失，減少短網(wǎng)壓降，提高有效電壓，提高熔池功率；熔點(diǎn)要高；線膨脹系數(shù)要小，當(dāng)溫度急變時(shí)不易變形，不能因溫度變化帶來(lái)的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生細(xì)小的裂縫而增加電阻；高溫下要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；雜質(zhì)含量要低，而且雜質(zhì)不污染所熔煉的產(chǎn)品。來(lái)源廣、價(jià)格低廉的碳質(zhì)還原劑同時(shí)具備上述各要求，是一種良好的電極材料。

自焙電極是用無(wú)煙煤、焦炭以及瀝青和焦油為原料，在一定溫度下制成電極糊，然后把電極糊裝入已安裝在電爐上的電極殼中，經(jīng)過(guò)燒結(jié)成型。這種電極可連續(xù)使用，邊使用邊接長(zhǎng)邊燒結(jié)成型，自焙電極因工藝簡(jiǎn)單、成本低，因此被廣泛用于鐵合金電爐、電石爐等。自焙電極在焙燒完好后，其性能與碳素電極相差不大，但其制造成本僅為石墨電極的1/8，是碳素電極的1/3。

2.1.1.2電極的主要性能

2.1.1.2

電極的主要性能

2.1.2自焙電極的制作

自焙電極由電極殼和電極糊構(gòu)成。自焙電極的外殼由薄鋼板焊接成，安裝在使用電極的電爐爐膛頂上，加入殼內(nèi)的電極糊經(jīng)高溫焙燒制成自焙電極。自焙電極沒(méi)有接頭（而石墨電極接頭占15%-20%)，直徑可大些，生產(chǎn)工藝較簡(jiǎn)單，成本低廉。

2.1.2.1電極殼

作用賦型和保護(hù)電極不受氧化；作為導(dǎo)電元件，當(dāng)電極未燒好時(shí)能承受大部分電流，起導(dǎo)電作用；下放電極時(shí)，承受整個(gè)電極的自重，并能提高電極的機(jī)械強(qiáng)度。電極殼的鋼板用碳素鋼板制作，不能用生銹變質(zhì)的鋼板。2.1.2.1電極殼2.1.2.2電極糊無(wú)煙煤要求灰分小于8%，揮發(fā)物含量小于5％，含硫量低。需用豎爐或回轉(zhuǎn)窯在隔絕空氣的條件下，經(jīng)1200℃煅燒；18-24h，除掉揮發(fā)分，增加熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，提高強(qiáng)度?！疅o(wú)煤煙的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、含碳高、揮發(fā)分少、機(jī)械強(qiáng)度高、致密。冶金焦的灰分要小于14%，用時(shí)需經(jīng)低溫煅燒和烘干。石油焦是由石油殘?jiān)?jīng)焦化制得。瀝青焦是以煉焦油為原料，經(jīng)高溫干餾或延遲焦化而制得。要求兩種焦灰分均小于1%，瀝青焦的揮發(fā)物含量通常小于1%，而石油焦揮發(fā)分含量要小于7%，兩種焦均需煅燒后才能使用。瀝青是由煉焦油初步分餾所得的沸點(diǎn)大于360℃的殘留物，俗稱柏油，根據(jù)其軟化點(diǎn)又分為硬瀝青、中瀝青和軟瀝青，生產(chǎn)電極糊通常采用的是軟化點(diǎn)為65～75℃的中瀝青，含游離碳為18％-25%，揮發(fā)分55%,-70%，灰分小于0.5%，水分小于5%。煤焦油是由煤干餾而得到的褐色到墨色的油狀產(chǎn)物。要求含水量小于4%，灰分不大于0.15%，游離碳含量不大于10%。瀝青和煤焦油都需要脫水后使用。電極糊的配方2.1.2.2電極糊2.1.2.2電極糊2.1.3自焙電極的燒結(jié)

自焙電極的燒結(jié)過(guò)程是隨著溫度的升高，黏結(jié)劑逐漸分解排出揮發(fā)物的過(guò)程。2.1.3.1自焙電極的燒結(jié)2.1.3.1自焙電極的燒結(jié)

第一階段稱為軟化段，溫度從室溫升到200℃，電極糊由塊狀熔化。此間，僅其中的水分和低沸點(diǎn)的成分開(kāi)始揮發(fā)。第二階段稱為揮發(fā)段，溫度從200℃升至600，此間已全部熔化的液態(tài)電極糊中的粘結(jié)劑全部開(kāi)始分解、氣化，排出揮發(fā)物，尤其在400℃左右進(jìn)行得更為激烈，電極糊由可塑性狀態(tài)逐漸變成固態(tài)。第三階段稱為燒結(jié)段，溫度從600℃升到800℃，此時(shí)少量的殘余揮發(fā)物繼續(xù)揮發(fā)，經(jīng)4-8h，當(dāng)電極從銅瓦中出來(lái)后，電極燒結(jié)基本結(jié)束。

2.1.3.2電極在燒結(jié)過(guò)程中的物理化學(xué)變化表2－5電極焙燒速度對(duì)其質(zhì)量的影響2.1.4自焙電極的接長(zhǎng)和下放

2.1.4.1電極殼的接長(zhǎng)在冶煉過(guò)程中電極不斷的消耗和下放，需及時(shí)接長(zhǎng)電極殼和添加電極糊。電極殼在裝接之前，必須進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)變形不圓時(shí)，要矯圓，凡變形嚴(yán)重、焊縫脫落和生銹嚴(yán)重的電極殼不得使用。新裝上的電極殼要插人原有的電極殼上，并保持上下兩節(jié)垂直，而且筋片需完全吻合對(duì)齊。接長(zhǎng)電極殼應(yīng)采用氣焊焊接，焊接時(shí)，先在圓周的四等分處焊上四點(diǎn)，然后再連續(xù)地焊好整個(gè)圓周，焊縫要密實(shí)、平整和均勻。帶有鋼帶的電極，兩根鋼帶應(yīng)分別垂直地焊在電極殼的二等分處；并且隨電極的下放，每隔300-400mm均衡地對(duì)焊兩段，每段焊縫不應(yīng)小于100mm。

2.1.4.2添加電極糊

電極糊存放時(shí)應(yīng)保持潔凈，如表面有灰塵或泥土要除掉。添加電極糊前對(duì)電極糊進(jìn)行破碎，粒度不能大于筋片距離，否則可能會(huì)出現(xiàn)懸糊事故。電極糊的添加量應(yīng)按規(guī)定加入。糊柱高度的控制量與爐子容量、電極直徑的大小、爐子工作條件、電極糊的性質(zhì)及生產(chǎn)季節(jié)變化有關(guān)，但主要決定于電極直徑的大小。2.1.4.3電極的下放

在熔煉過(guò)程中電極的工作端應(yīng)保持一定長(zhǎng)度，并且其消耗速度與焙燒隨度相適宜，這樣就需按一定的間隔時(shí)間和一定的長(zhǎng)度下放電極是電極處于正常工作狀態(tài)。然而實(shí)際并非如此，由于熔煉操作上的某些原因，電極埋入料過(guò)淺，不能按規(guī)定時(shí)間下放電極時(shí)，易引起電極過(guò)燒；相反，電極埋入遼中過(guò)深電極焙燒跟不上時(shí)，易發(fā)生漏糊盒軟斷事故。所以，不能忽視冶煉操作對(duì)電極正常燒結(jié)的影響，保證正常的冶煉操作，有助于電極處于正常的工作狀態(tài)。保證按規(guī)定下放電極，一般無(wú)壓放裝置的小型電爐每8-12h下放200mm；有壓放裝置的大、中型電爐應(yīng)本著勤放少放的愿者，每隔1h或2h下放20mm或50mm。2.1.4.3電極的下放電極消耗長(zhǎng)度基本上就是下放長(zhǎng)度。三相電極每晝夜下放量等于每晝夜消耗量。三相電極每晝夜下放量=3ShρS=∏D2/4三相電極每晝夜消耗量＝PQ因?yàn)槿嚯姌O每晝夜下放量等于每晝夜消耗量，則有

3∏D2/4hρ＝PQ則h=4PQ/3∏D2ρ2.1.4.3電極的下放

如果一臺(tái)電爐的電極直徑為1000mm，冶煉硅75，晝夜產(chǎn)量為27t，則每相電極一晝夜應(yīng)下放長(zhǎng)度為：h=4PQ/3∏D2ρ=4275810001000/33.14100021.5=443mm2.1.4.3電極的下放下放電極應(yīng)注意以下事項(xiàng)：銅瓦下端距料面200～300mm時(shí)、才可以下放電極，以防產(chǎn)生電極下陷現(xiàn)象。為了保持電極正常的燒結(jié)過(guò)程，一般情況下，每相電極下放的時(shí)間間隔不少于8h,不大于24h。將銅瓦、水圈上掛的灰清理干凈。降低該相電極負(fù)荷。按規(guī)定的操作順序和安全規(guī)程下放電極。下放電極時(shí)，如發(fā)現(xiàn)流糊或有軟斷的可能時(shí)，應(yīng)立即停電，同時(shí)坐回電極（即將銅瓦退回原位置），并擰緊銅瓦。下放電極時(shí)，如發(fā)現(xiàn)電極燒結(jié)不良，應(yīng)坐回電極或緩慢提升負(fù)荷。電極下放之后，要存細(xì)觀察，以防發(fā)生電極事故。2.1.4.3電極的下放

電極下放一般在出鐵后進(jìn)行，以免由于電極的上下移動(dòng)而破壞爐內(nèi)正常的熔煉過(guò)程和出鐵出渣。下放電極時(shí)，應(yīng)降低該相電極負(fù)荷，其原因如下：已裝入電極殼內(nèi)的電極糊，在銅瓦的上半部分仍未燒結(jié)好；電導(dǎo)率不均勻。如果下放電極時(shí)不降低負(fù)荷，下放時(shí)電極突然向下移動(dòng)，電流劇增，這時(shí)電極殼的導(dǎo)電性仍比電極糊的導(dǎo)電性強(qiáng)，大量電流沿電極殼通過(guò)，容易擊穿電極殼，而使電極產(chǎn)生流糊或軟斷。下放電極降低負(fù)荷可減少或防止在銅瓦部位發(fā)生打弧現(xiàn)象。下放電極時(shí)電流突然增大，如不降低負(fù)荷，容易引起“跳閘”。2.1.4.3電極的下放

下放電極的操作一般情況下是正常的，但有時(shí)下放電極工作不順利，影響冶煉的正常進(jìn)行，電極放不下來(lái)，往往有以下幾種原因：電極殼焊接質(zhì)量較差。電極殼接長(zhǎng)時(shí)沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)中心線，角度相差較大，或者從電極殼焊縫處流出較多的電極糊與銅瓦燒結(jié)，或電極殼幾何形狀不合要求，均易使電極被卡住。壓放式的操作順序搞錯(cuò)，或油壓缸壓力不足。電極過(guò)早燒結(jié)，電極在銅瓦的上端失去可塑性，將電極卡住。電極殼內(nèi)糊柱高度過(guò)低，自重過(guò)小，電極不易下來(lái)。采用不合理的下放電極操作，多次頂電極，使電極殼變形。2.1.5自焙電極常見(jiàn)事故及其處理

電極事故會(huì)引起停電或降低負(fù)荷，造成爐況惡化，而爐況又反作用子電極，使電極焙燒不良，造成折斷電極等惡性電極事故，而且蘭相電極之間也往往會(huì)互相影響，其結(jié)果往往會(huì)形成惡性循環(huán)，使技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全面降低。自焙電極很少斷裂，但也會(huì)因操作不當(dāng)或某種原因產(chǎn)生事故。常見(jiàn)的事故有：過(guò)早燒結(jié)、電極糊懸糊、漏糊、軟斷和硬斷。

2.1.5.1過(guò)早燒結(jié)

過(guò)早燒結(jié)是指在電極下沿300mm以上，甚至在銅瓦上沿以上就已燒結(jié)變硬。過(guò)早燒結(jié)的電極會(huì)使銅瓦夾不緊，造成打弧，燒壞銅瓦。產(chǎn)生過(guò)早燒結(jié)的原因有：銅瓦冷卻強(qiáng)度不夠；銅瓦與電極接觸不良，接觸電阻增大，造成局部過(guò)熱甚至打弧，使局部電極糊燒結(jié)加快；因冶煉原因造成電極下插困難，長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有下放電極；爐料透氣性不好，刺火嚴(yán)重而頻繁，使電極周圍熱量過(guò)分集中。解決的辦法有：降低該相電極負(fù)荷、加強(qiáng)電極冷卻。

2.1.5.2電極糊懸料

電極糊懸料是由于電極糊塊大，電極糊懸在電極殼內(nèi)，使糊柱內(nèi)出現(xiàn)較大空間。產(chǎn)生的原因有：糊柱上部溫度低，使電極糊不能熔化下沉，電極糊塊大或夾在兩筋片之間而繃住。電極糊懸料多發(fā)生在冬季和新開(kāi)爐期間，并多見(jiàn)于封閉電爐或糊柱太高的情況。此時(shí)要及時(shí)處理，否則會(huì)燒壞銅瓦、電極殼，出現(xiàn)電極脫落。懸料狀態(tài)可靠測(cè)量糊柱高度來(lái)判斷，當(dāng)出現(xiàn)懸料時(shí)可用以下方法解決：用木棒敲擊電極，促使懸料下落；在電極銅瓦上沿用火焰烘烤，并關(guān)小銅瓦冷卻水；對(duì)敞口爐可停止送風(fēng)，使其熔化下落；用重錘從電極殼內(nèi)砸落懸料；對(duì)封閉爐，必要時(shí)可停電，割開(kāi)懸料處的電極殼，捅落懸料或加溫使其熔化下落，再焊上切下部分的電極殼。

2.1.5.3漏糊

液態(tài)電極糊從電極殼損壞處流出，稱為漏糊。產(chǎn)生的原因有：電極燒結(jié)不好，電流過(guò)大，電極殼局部熔化；電極殼焊接質(zhì)量不好，焊縫裂開(kāi)；銅瓦與電極殼局部接觸不好，產(chǎn)生電弧燒壞電極殼；下放電極時(shí)未降低負(fù)荷，或電極下放過(guò)多，或電極下滑超過(guò)了允許下放長(zhǎng)度，使電極殼承受過(guò)量負(fù)荷而被燒穿；銅瓦缺陷，如邊緣銳利或有毛刺，下放電極時(shí)劃破電極殼。2.1.5.3漏糊

處理：漏糊多發(fā)生在下放電極不久，此時(shí)應(yīng)立即停電，并開(kāi)大風(fēng)量，找出漏糊部位。當(dāng)漏糊孔洞不大和流糊不多時(shí)，可用石棉繩、水泥等物堵塞住孔洞，并將孔洞壓在銅瓦內(nèi)，然后送電并慢慢升溫；如孔洞過(guò)大無(wú)法堵塞時(shí)，待糊流盡后，將孔洞用鐵皮補(bǔ)焊好，并盡量壓在銅瓦內(nèi)，隨后補(bǔ)加電極糊，用木柴或通電重新焙燒電極。2.1.5.4軟斷

電極在未燒好的部位發(fā)生斷裂，稱為軟斷。產(chǎn)生的原因有：下放電極時(shí)、電極燒結(jié)得不牢固尤其是電極殼表面有油時(shí)，下放電極后不久，電極下滑而產(chǎn)生軟斷；或下放電極時(shí)兩側(cè)鋼帶同時(shí)松開(kāi)，電極下滑引起軟斷。在下放電極時(shí)未降低該相電極負(fù)荷，或降低得不夠，以及上升負(fù)荷過(guò)急，也易引起電極軟斷。電極下放超過(guò)規(guī)定的長(zhǎng)度或電極下放的次數(shù)較多，相隔時(shí)間短，把未燒好的部位放下，產(chǎn)生電極軟斷。新開(kāi)爐時(shí)，溫度較低，電極燒結(jié)得較慢，下放電極后易便電極軟斷。所以，新開(kāi)爐下放電極之前，要仔細(xì)檢查電極燒結(jié)的情況，最好是達(dá)到正常負(fù)荷8h后，開(kāi)始下放電極。電極糊中的揮發(fā)物含量過(guò)多，使電極不能正常燒結(jié)，以致下放電極后產(chǎn)生軟斷。電極殼焊接質(zhì)量較差，焊口也會(huì)產(chǎn)生軟斷。電極產(chǎn)生硬斷或流糊事故后，易產(chǎn)生電極軟斷。

2.1.5.5硬斷

正常工作的電極在已燒結(jié)好部位發(fā)生折斷、稱為硬斷。產(chǎn)生的原因有：(1)電極糊質(zhì)量不好，如電極糊配方不當(dāng)，灰分過(guò)高，揮發(fā)分過(guò)少，黏結(jié)力不夠；(2)存儲(chǔ)保管不好或電極筒未加蓋，雜質(zhì)落入電極糊內(nèi)：降低了電極強(qiáng)度；、(3）銅瓦冷卻強(qiáng)度不夠或電極冷卻風(fēng)量過(guò)小，造成電極糊熔化快，碳素顆粒分層，影響電極燒結(jié)后的強(qiáng)度；(4）爐況波動(dòng)，電流波動(dòng)，使電極大升大降頻繁，導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫而折斷；(5）旋轉(zhuǎn)電爐的旋轉(zhuǎn)速度過(guò)快；(6）停電頻繁，且每次停電時(shí)間過(guò)久，停電后負(fù)荷上升太快，電極在停電后又未采取保溫措施，致使電極因急冷急熱而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；或者電極的材質(zhì)不好；抗熱震性差，停爐后電極上下冷卻速度不同而產(chǎn)生應(yīng)力，使電極產(chǎn)生裂紋所致。

發(fā)生硬斷后應(yīng)立即停電，及時(shí)處理。如果斷頭較長(zhǎng)，應(yīng)取出斷頭，根據(jù)電極燒結(jié)情況和銅瓦下面電極長(zhǎng)度，適當(dāng)下放電極，然后采用死相焙燒的方法處理。

2.1.6電極的消耗降低電極消耗是項(xiàng)有意義的工作。生產(chǎn)中影響電極的因素是多方面的，如電極種類和質(zhì)量、電極電流密度的大小、熔煉的品種、冶煉工藝和操作水平等。隨著單位電耗的增加，電極消耗也在增加。2.2電爐爐襯鐵合金冶煉過(guò)程是一個(gè)高溫物理化學(xué)過(guò)程，鐵合金電爐的爐體構(gòu)造必須充分滿足冶煉的特殊需要。鐵合金電爐的爐體是由一定厚度的鍋爐鋼板制造的爐殼和爐襯構(gòu)成。其爐殼大部分采用圓柱形，少數(shù)采用圓錐型。圓柱形爐殼散熱面積小，強(qiáng)度大，加工容易，利于節(jié)能。對(duì)爐殼要求有足夠的強(qiáng)度，能承受爐襯受熱后劇烈膨脹而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。爐殼要有一定厚度，一般大爐子為16-25mm的鍋爐鋼板，小爐子為10mm左右的鋼板。為提高爐殼強(qiáng)度，除沿鋼板縱向做成立筋加固外，還要有2-3個(gè)水平加固圈，出鐵口流槽也用鋼板或鑄鋼制成。2.2電爐爐襯

爐襯是爐體更為重要的部分，因?yàn)樵谑褂眠^(guò)程種要承受高溫，雖然有些爐襯有爐料、渣殼等與高溫電弧相隔，但爐襯仍要承受1400-1800°C的高溫；爐襯還要承受爐料、高溫爐氣和熔融鐵水的機(jī)械沖刷，受爐渣的物理化學(xué)侵蝕，因而易被熔化、軟化、熔蝕甚至崩裂。爐襯的損壞會(huì)直接影響到冶煉過(guò)程的正常進(jìn)行、另外，絕熱性能不好，也會(huì)使?fàn)t殼散熱增加，電能消耗增大。因此，必須合理設(shè)計(jì)電爐內(nèi)形尺寸，選擇優(yōu)良的砌爐材料，精心砌筑和烘爐，冶煉中重視爐襯維修，才能獲得高的爐襯壽命。

2.2.1耐火材料的種類、要求及其選擇

2.2.1.1種類(1)耐火材料有硅磚、黏土磚、炭磚、碳化硅磚、高鋁磚、鉻鎂磚、鎂碳磚、石英制品、電極糊、生熟黏土粉、耐火土等。(2)隔熱材料。有石棉板、石棉繩、硅藻土、石棉氈、黏土粒、礦渣棉、泡沫黏土磚等。

2.2.1.2對(duì)筑爐材料的要求

應(yīng)具有高的耐火度，高溫時(shí)形狀、體積不應(yīng)有較大變化；具有一定的強(qiáng)度（特別是高溫強(qiáng)度），耐火磚外形符合標(biāo)準(zhǔn)要求；具有很高的抗熱震性，溫度急變時(shí)不致?lián)p壞抗渣性好，高溫下化學(xué)穩(wěn)定性好，有較好的高溫抗氧化性；體積膨脹系數(shù)??；各種耐火材料應(yīng)保持清潔，不得有灰塵，泥土等雜物。

2.2.1.3耐火材料的選擇

粘土質(zhì)耐火材料：能抗酸性渣，抗熱震性好，有良好的保溫能力及一定的絕緣性，但耐火度較低，不宜在高溫下使用。多砌筑在礦熱爐暴露部分爐襯、爐底及炭磚外居，可起保溫、絕緣作用；可砌鐵水包內(nèi)襯。高鋁磚：以Al2O3為主要成分，其耐火度高，能抵抗酸性渣和堿性渣的侵蝕，抗熱震性好。我國(guó)高鋁礬土資源豐富，其制品性能遠(yuǎn)比黏土磚好，是極有前途的耐火材料。在鐵合金生產(chǎn)中用于砌筑出鐵口的襯磚和鐵水包內(nèi)襯，以及精煉爐爐頂、高爐爐身和爐缸。鎂質(zhì)耐火材料：一般含MgO80％-85％以上，常用的有鎂砂、鎂磚、鎂鋁磚、鎂硅磚等。其耐火度通常在2000℃以上，對(duì)堿性渣有極好的抗侵蝕能力，導(dǎo)熱系數(shù)和高溫下的導(dǎo)電系數(shù)較大，荷重軟化點(diǎn)較低，抗熱震性差，高溫下會(huì)因水或水蒸氣的作用發(fā)生粉化。鐵合金生產(chǎn)中用于砌筑精煉爐襯，鉻鐵和中低碳錳鐵的鐵水包等。為克服其抗熱震性差的缺點(diǎn)，國(guó)外采用耐崩裂的鉻鎂磚來(lái)砌爐頂。我國(guó)用鉻精礦粉作為鎂磚砌縫填料使用，效果較好。燒結(jié)鎂石制成的鎂砂是打結(jié)爐底和堵出鐵口的原料。2.2.1.3耐火材料的選擇碳耐火材料：以碳或碳化物為基本組成物所組成的中性耐火材料，包括炭磚和碳化硅制品：炭磚優(yōu)點(diǎn)很多；耐火度高，只要不氧化很難熔損；抗熱震性好；抗壓強(qiáng)度高，耐磨性好；熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)電、導(dǎo)熱系數(shù)大；抗渣性特別好。其缺點(diǎn)是：高溫下與空氣等氧化性氣體或水汽等接觸時(shí)，極易氧化，500℃開(kāi)始氧化，溫度升高氧化極快。碳還容易被某些易與碳形成結(jié)合力強(qiáng)的碳化物的元素侵蝕。碳襯爐體的絕緣性相對(duì)較差。炭磚原料易得，制作方便，加上其性能上的優(yōu)點(diǎn)，使炭磚應(yīng)用越來(lái)越廣泛，絕大多數(shù)礦熱爐和幾乎所有的粗煉合金品種，除對(duì)碳有嚴(yán)格要求者外，都采用炭磚作為內(nèi)襯，高爐風(fēng)口以下的爐缸、出鐵槽也主要采用炭磚砌筑。2.2.1.3耐火材料的選擇

壓型后不經(jīng)焙燒的炭塊稱為自焙炭塊，可代替炭磚用于砌筑爐襯，在電爐烘爐期間可隨爐溫的逐漸提高而燒成，現(xiàn)已被部分鐵合金廠家使用，特別是在大型電爐應(yīng)用更普及。為了改善爐襯的綜合性能，降低爐襯的造價(jià)，通常按照爐膛各部位的工作條件選用不同材質(zhì)的耐火材料。鐵合金爐外精煉所用的反應(yīng)器如搖包、熱兌鐵水包、鐵水包所采用的耐火材料有鎂磚、鎂碳磚、黏土磚、打結(jié)料等。2.2.2爐襯的砌筑

爐襯砌筑的基本要求是減少爐襯縫隙，提高其整體性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。砌筑電爐還應(yīng)注意以下幾項(xiàng)：筑爐用的耐火材料和隔熱材料，特別是鎂質(zhì)材料要防止受潮；筑爐耐火磚所用的耐火泥的耐火度和成分應(yīng)與所用磚的耐火度和成分相同或相近；耐火砌體應(yīng)錯(cuò)縫砌筑，磚縫應(yīng)以泥漿填滿，干砌時(shí)應(yīng)以干耐火粉填滿磚縫;砌磚時(shí)宜用木槌找正找平，要避免耐火磚在搬運(yùn)和砌筑過(guò)程中局部損壞；砌筑現(xiàn)場(chǎng)保持清潔，嚴(yán)防雜物混入。

2.2.2.1爐襯砌筑

鐵合金電爐的爐襯很厚，尤其是爐底，目的是使?fàn)t體有較好的熱震性，這樣可使冶煉過(guò)程正常進(jìn)行。由于爐底厚，不但耐侵蝕，而且當(dāng)電爐檢測(cè)熱停后再送電時(shí)，也利于恢復(fù)爐況。使之正常冶煉。

爐襯緊靠鋼板處用絕熱性能最好的材料，如用石棉板、石棉灰或耐火絕熱黏土等做絕熱層，厚度為10-25mm。接著為厚40-100mm的緩沖層（彈性層），是用水渣、爐渣散料組成的，此層要求有一定的可壓縮性，以滿足爐襯熱膨脹的需要，避免熱膨脹力直接傳遞給爐殼，產(chǎn)生爐殼炸裂，它也是一段空氣隔熱層，可起至一定絕熱作用。再里面是耐火黏土磚，即低溫耐火材料層，也有一定絕熱性和抗氧化性，以保護(hù)內(nèi)層不被氧化。內(nèi)層是耐火度較高的炭磚層，即工作層，有些品種的冶煉爐工作層采用鎂磚、硅磚等。爐子出鐵口部分的砌筑要特別注意，嚴(yán)防空氣進(jìn)入。出鐵口附近一段不留緩沖層，且要用整體炭磚加工而成，出鐵口流槽與爐內(nèi)炭磚要銜接嚴(yán)密，以免漏鐵水或造成炭磚氧化。2.2.2.2金屬爐襯的形成

在特定的工作條件下，一些鐵合金電爐采用金屬爐襯作為工作層。金屬襯得以正常工作的前提有兩點(diǎn)：金屬有足夠高的熔點(diǎn)，冷卻強(qiáng)度足夠大以維持金屬在凝固狀態(tài)。鎢鐵電爐是典型的金屬襯電爐，在鎢鐵金屬熔池內(nèi)，鎢鐵含量大于70％的合金其熔點(diǎn)高于2400℃，超過(guò)絕大多數(shù)耐火材料的耐火度，采用凝固的金屬爐襯最為可靠。高碳鉻鐵電爐爐底的工作層也是金屬襯。鎢鐵金屬爐襯是在砌爐和開(kāi)爐過(guò)程中形成的。在砌筑好的耐火材料上，用適當(dāng)粒度的鎢鐵與焦油打結(jié)爐襯，在開(kāi)爐升溫過(guò)程中，金屬襯燒結(jié)成整體，具備工作條件。高碳鉻鐵電爐爐底存在凝固金屬層。高碳鉻鐵電爐的金屬爐襯是在產(chǎn)過(guò)程中形成的。由于金屬熔體與凝固金屬溫差不大，金屬襯處在動(dòng)態(tài)平衡之中。為了維護(hù)電爐正常工作，爐底凝固金屬層最小厚度不能小于0.5m。2.2.3鐵合金電爐烘爐、開(kāi)爐、停爐和洗爐

電爐爐體砌成后，在投產(chǎn)前要烘爐，并儲(chǔ)蓄必備熱量。通過(guò)烘爐，使?fàn)t襯水分和氣體排除，將電極燒結(jié)成型，保證在加料前爐膛和電極適合冶煉要求。烘爐質(zhì)量直接影響生產(chǎn)及爐襯壽命，因此，應(yīng)制定烘爐時(shí)間表，嚴(yán)格按烘爐表烘爐。烘爐時(shí)間的長(zhǎng)短，主要取決于烘爐方法、爐襯種類、爐子大小及冶煉品種等。

2.2.3.1烘爐

烘爐前首先檢查各種設(shè)備及系統(tǒng)。整個(gè)烘爐過(guò)程分兩個(gè)階段。第一階段是柴烘、油烘或焦烘，目的是焙燒電極，使其具有一定承受電流的能力，并除掉爐襯內(nèi)的氣體、水分。第二階段是用電烘，目的是進(jìn)一步焙燒電極，烘干爐襯，并使?fàn)t襯達(dá)到一定的溫度，滿足冶煉要求。2.2.3.1烘爐

第一階段烘烤好的電極標(biāo)志是：電極殼表面呈灰白色，暗而不紅或微紅；電極冒少量煙；用尖頭鋼釬刺探時(shí)，稍有軟的感覺(jué)、富有彈性，戳穿后無(wú)電極糊外流。如果電極殼表面發(fā)黑；電極冒濃煙；用鋼釬刺探時(shí)軟而無(wú)彈性，戳穿后有電極糊流出，這說(shuō)明電極還未烘烤好，應(yīng)延長(zhǎng)烘烤時(shí)間。

2.2.3.2開(kāi)爐

爐體在冶煉前雖經(jīng)烘爐預(yù)熟，但其溫度與正常冶煉溫度相比仍較低，因此，開(kāi)爐時(shí)通常都先冶煉硅45為繼續(xù)提高并保持爐底溫度