技术解析 · 石墨化概述—石墨化炉及辅助设备

石墨化炉是根据焦耳定律的原理而设计的直接加热，间歇运转的电阻炉。对艾奇逊型石墨化炉而言，装入炉内的产品与少量的电阻料组成炉芯，产品本身即是发热电阻，又是被加热对象。了解电弧炉炼钢专用石墨电极，对内串炉而言，装入炉内的产品就是炉芯，发热电阻由产品本身构成。制品靠自身的发热而使之石墨化。

    艾奇逊型石墨化炉一般包括炉底槽、炉头端墙、导电电极、炉侧墙、槽钢等几部分。

    图3-1艾其逊式石墨化炉的结构示意图

    炉底槽一般指石墨化炉两端墙之间长方形槽的底下部分。在石墨化炉的混凝土基础上，先砌1～3层红砖，然后再砌一层普通耐火砖，四周也用耐火砖砌起，到端墙多灰碳块处。如采用活动侧墙式，还要在两边砌上一排虎头砖，即构成炉底槽。

    在炉槽的两端各砌上一个导电端墙，成为炉头端墙，炉头端墙的外侧墙用多灰碳块或用耐火粘土砖、高铝砖等砌筑。内侧墙用石墨化块砌筑。为加强保护炉头，使其在热膨胀或机械力的撞击下，不致引起大的变形和损坏，炉头两侧有槽钢或角钢制成的护架，并用钢拉筋固定。内、外两侧墙之间的空间填充石墨粉，并要捣固。石墨粉要求水分在0.5％以下，粒度0～5毫米之间，灰分在1.5％以下，粉末电阻率不大于350×10－6欧姆·米。装入石墨粉的目的是：

    (1)密封及保温作用。

    (2)同时还有部分均电流作用。

    很多厂家选择在炉头石墨粉上放一层耐火砖或废阳极之类的东西将其盖上，盖上的主要作用有：增强密封成效，防止上盖保温料混入炉头石墨粉中。上盖保温料混入石墨粉中后，易形成硬块。

    导电电极贯穿过内，外两端墙，与端墙构成一个整体。电极上有铜板通过夹紧夹具与之连接。铜板与铝母线排之间用多层薄铜片缓冲连接。电极靠向炉内的一端与炉内侧导电端墙相接。

    导电电极可用石墨化电极或石墨块。如果用石墨化电极做导电电极则会给石墨化炉砌筑带来很大难度，所以，导电电极多采用石墨化块，石墨化块要有较高的导电系数，其允许电流密度应为11安培/厘米²以上。所以现在的很多厂家使用二烧石墨化块做导电电极。考虑到由于连接的程度等各方面原因，导致各个导电电极的导电不均匀性，为了提高导电电极的使用年限，一般在选用石墨化块导电电极的个数和截面时，应保证其电流密度在10安培/厘米²以下。否则，导电电极容易断裂，易造成炉头（尾）导电端墙在送电后期发生窜火事故。

图3－2  炉头（尾）导电端墙导电电极的配置形式

    常用的石墨化块截面一般为400×400以上，电阻率应小于10×10－6欧姆·米，抗压强度大于16MPa，进一步了解石墨化炉技术指导，详询我们。

    表3－1 石墨化块的理化指标实测结果