超高功率石墨電極的連接、受力狀況和消耗機理-深圳偉名石墨

20世紀80年代末，中國已經成為碳素石墨電極生產大國，40多家大、中、小炭素廠石墨電極年產能力已經達到200kt以上，1995年實際生產了210kt以上，其中高功率和超高功率石墨電極達到32.5kt，占石墨電極總產量的15％。利用國產優質石油焦（或部分進口針狀焦與普通石油焦配合）制造的超高功率石墨電極已經大量生產，用進口針狀焦生產的直徑400~500mm超高功率石墨電極已進入批量生產。中國最大的石墨電極生產廠是1955年建成的吉林炭素廠，1995年生產石墨電極達到46.2kt蘭州炭素廠1995年生產石墨電極29.6kt，上海炭素廠1995年生產石墨電極14.5kt，中國炭制品工業的幾家骨干廠已擁有30~35MN大型擠壓機，高真空、高壓浸漬生產線，二次焙燒隧道窯，大功率直流石墨化機組及數控加工機床等先進設備。20世紀90年代中國炭制品工業的生產能力和技術水平有了一定提高，國內電爐煉鋼工業及其他電冶煉工業所需的石墨電極基本立足于國內供應，出口石墨電極逐年增加，主要出口普通功率石墨電極和高功率石墨電極，1995年中國出口普通功率及高功率石墨電極2萬多噸，每年也有一定數量進口，主要是進口大規格（直徑500~700mm）超高功率石墨電極，1995年進口約10kt。

石墨電極在煉鋼爐上使用時將2~3根電極垂直連接起來，通過爐蓋上的電極孔插入爐膛，爐蓋上方的電極通過電極把持器、導電母線與變壓器相連。上下兩根電極的連接方式和接頭形狀、連接狀態是否正常，對電爐操作和電極消耗有重要影響。石墨電極是消耗材料，雖然每噸電爐鋼只消耗數公斤石墨電極，但石墨電極價格較高，電極費用一般占電爐煉鋼成本的5%~10%。電極的氧化損失與電極端部在高溫下的升華、熔渣沖刷而不斷消耗是不可避免的，此外機械損壞（主要是折斷或接頭孔脹裂導致接頭及下端電極脫落）經常占一定比例。機械損壞與電極在冷態或熱態時的受力狀況有關，當然也和電爐操作關系很大，本章將對這些問題進行論述。

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