國內(nèi)鎳鐵礦熱電爐設計選用的電極有碳素電極跟自焙電極兩種。碳素電極多在于鎳鐵發(fā)展初期,目前較大功率鎳鐵礦熱電爐設計均采用自焙電極。就目前我們對于鎳鐵冶煉的一些認知,國內(nèi)初期以錳硅,高碳鉻鐵礦熱電爐稍加改造轉(zhuǎn)而煉制鎳鐵時,電極很難正常使用。(后來改成使用空心電極,情況有所好轉(zhuǎn)),即使選用揮發(fā)為8.5%的鎳鐵電極糊,在諸如內(nèi)蒙寒冷地區(qū),電極也容易發(fā)生軟斷事故。鎳鐵冶煉由于金屬量少,為了盡量使爐內(nèi)鎳鐵金屬不被過熱跟減輕電弧高溫對爐底的侵蝕,一般希望有較粗的電極直徑和極心圓直徑。同時,在冶煉操作中,要求較高的二次電壓,從而造成電極較低的電流密度。
鎳鐵冶煉在使用較低的電流密度情況下,能保證電極正常運行,與下述原因有關:
使用組合保持器,確保電極在一般情況下不發(fā)生軟斷事故。
使用揮發(fā)份較低,質(zhì)量較好的鎳鐵專用電極糊,加快電極燒結(jié)。
大多數(shù)鎳鐵都采用礦熱爐冶煉。
入爐礦溫度越高以及料面溫度越高,越有利于電極燒結(jié)。在鎳鐵實際冶煉中,料面溫度對電極焙燒影響如下:以33000kVA 鎳鐵礦熱電爐為例,電極直徑1380mm推算電流密度為3.27A/cm3,當使用冷燒結(jié)礦入爐時,電極底環(huán)至料面的工作段鐵殼呈暗灰色,當使用溫度約300°C,燒結(jié)礦入爐時料面附近電極殼呈暗紅色。筋板接口會有少量開裂。當料面溫度超過500°C時,料面上部電極開始發(fā)紅,料面上方的電極殼會出現(xiàn)融化,可見料面溫度對電極燒結(jié)的影響。因此我們認為:鎳鐵礦熱電爐設計時,對電極直徑參數(shù)的選擇,不應強調(diào)以電極電流密度作為推算依據(jù),更應關注各種操作因素變化造成料面溫度不同對電極焙燒的作用,以及電極結(jié)構(gòu),電極糊成分不同選擇所產(chǎn)生的影響。