慧敏科技研发新突破,石墨电极涂层抗氧化效果显著

       来源: 慧敏科技        发布时间:2017-12-29



 山东慧敏科技开发有限公司是一家集材料表面技术研究、开发、生产和推广于一体的高新技术企业,自主研发的高辐射覆层技术已在炼铁工序的高炉热风炉和焦炉,轧钢工序的加热炉推广应用,取得显著的节能效果。

近期,慧敏科技研发取得新突破,研发出了在炼钢工序应用的石墨电极抗氧化涂层,减少石墨电极消耗约20%,降低吨钢电耗,提高生产效率,减少电极续接次数,增加安全系数。

1. 研发背景

在钢铁企业,石墨电极被应用于电弧炉炼钢、LF炉精炼,起到导电加热作用。炼钢过程中,石墨电极消耗主要分为两部分:一部分是电极末端碳素由于电弧高温(超过3000℃)直接升华消耗;另一部分则是电极侧面的碳素在高温(600℃~1800℃)条件下与空气中的氧气直接接触,被氧化而不断消耗。石墨材料在高于400的温度条件下,就能被空气氧化,温度越高氧化速度越快。电极侧面的氧化消耗约占电极总消耗的50%~60%

由于环保所带来的限产、供应减少,以及清理中频炉所带来的电弧炉替代效应,石墨电极价格在2017年暴涨,供需矛盾在短时间内难以解决。所以,降低电极消耗对于节约炼钢成本显得更加急迫。

2. 抗氧化涂层抗氧化机理

抗氧化涂料为白色,主要成分为Al2O3SiO2CaO等,与钢渣成分相似,对钢液不会产生任何影响;具有耐高温、抗氧化、粘结性强、抗热震性能良好等诸多优点。

涂刷抗氧化涂料后,可在石墨电极表面形成一层耐超高温的封闭抗氧化涂层。涂层可有效隔绝炉气,避免炉气与电极基体表面直接接触,减少石墨电极侧面的氧化消耗,降低石墨电极吨钢消耗。

3. 性能验证

3.1 涂层抗热震试验

试验描述:同一个石墨棒上分段涂覆抗氧化涂层,白色区域为涂覆区,黑色区域为未涂覆区。900℃马弗炉内加热7小时,高温取出后,直接冷水冲击,观察涂层变化情况。

试验结论:

1)涂覆区域直径没有变化,而未涂覆区凹陷严重。

2)高温取出后,直接冷水冲击石墨棒涂层,无任何开裂脱落现象。

3.2 涂层抗氧化效果验证

试验描述:涂覆抗氧化涂层的石墨块置于高温电阻炉中,升温至1700℃后降温,加热时间为21小时,连续测量石墨块失重情况。

 

 试验结论:涂层与石墨结合十分牢固;石墨块氧化失重仅有1.2%

4. 施工工艺

 

用布将电极表面浮灰和炭渣擦除,使用毛刷在电极表面共涂覆三层涂料。每涂覆完一层晾干30min,共涂覆三层。

涂层在电极安装前进行涂覆,简便快捷,干燥快速,不影响炼钢工段生产节奏。

5. 工业试验

目前,石墨电极抗氧化涂层已在泰钢、莱钢等完成了定性工业试验。无论涂覆电极与不涂覆电极对比,还是涂覆区域和未涂覆区域对比,抗氧化涂层都能看出明显抗氧化效果。

1)电极涂层区域保持了原直径,涂层下部边缘成环状并向内凹进,说明涂层有效降低了电极氧化消耗。

2)电极涂层区域表面呈暗红色,对比电极相同位置则呈亮红色。此现象说明涂层区域温度相对较低,较低的表面温度有利于减缓氧化。

6. 经济效益分析

以炼钢厂精炼钢水量100t/年,吨钢电极消耗0.5kg/t为例,涂覆抗氧化涂层后,节能率为20%,即节约电极100/年,产生经济效益500万元/年(电极价格按5万元/吨计算)。

专题导航
计划
通知
会议
政策
企业
奖励
评价
认证
科普
图书
期刊
文集
党建
  • 友情链接