Электроды и механизмы для их зажима и перемещения

Ток в плавильное пространство дуговой электропечи поступает по электродам. Выдерживать высокие температуры и сохранять в то же время достаточную прочность и хорошую электропроводность могут только изделия из углерода. Применяемые в электросталеплавильном производстве так называемые графитированные электроды изготовляют из малозольных углеродистых материалов: нефтяного или пекового кокса с добавкой связующего – каменноугольного пека.

Размолотый кокс после прокаливания при ~ 1300 °С смешивают с расплавленным пеком в обогреваемых (до 150 °С) смесителях. Далее смесь прессуют в заготовки и обжигают их в газовых печах при 1300 °С, а затем в электрических печах при температурах 2500–2700 °С, достигаемых за счет пропускания через них тока силой 60–120 кА.

Обожженные заготовки подвергают механической обработке, придавая им форму цилиндра.

Удельное электросопротивление графитированных электродов равно 8–13 мкОм·м. Допустимая плотность тока для электродов диаметром от 100 до 610 мм находится в пределах от 35 до 12–14 А/см², уменьшаясь с ростом диаметра электрода. Для высокомощных печей в последнее время организовано производство графитированных электродов с особо низким удельным электросопротивлением, допускающим в электродах диаметром 500–600 мм плотность тока до 25–30 А/см².

Диаметр электродов, рассчитывают по допустимой плотности тока (i_доп, А/см²):

,

где I – сила тока в электроде, А.

Электроды изготавливают в виде цилиндрических секций диаметром от 100 до 610 мм и длиной до 1500 мм. Работающий на печи электрод получают соединением нескольких секций. Для этого в каждом торце секций имеется гнездо с винтовой нарезкой, куда ввинчивают ниппель, соединяющий две секции.

В процессе эксплуатации нижняя часть электрода окисляется и разрушается потоком электронов дуги, т.е. электрод укорачивается. Поэтому с целью поддержания постоянства длины дуги электрод постепенно опускают. Когда электрододержатель приближается к своду, производят «перепускание» электрода: разжимают электрододержатель, поднимают его вверх и захватывают (зажимают) электрод на более высоком уровне, чтобы можно было вновь постепенно опускать его по мере укорачивания. Периодически производят также «наращивание» электродов – к верху укоротившегося электрода с помощью ниппеля присоединяют очередную секцию.

Расход графитированных электродов на 1т стали составляет при основном процессе 4-9 кг, при кислом 4–6 кг.