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矿热炉电极消耗

原因分析、烧蚀原理与计算方法及公式

一、矿热炉电极消耗分析：

1、矿热炉又称埋弧炉，在工作时，电极需插入料层

一定深度。电极作为电能转化为热能的载体，把人电流源

源不断地输送到矿热炉中，是影响矿热炉生产和运行指

标的重要组成部分。在矿热炉运行的过程中常伴随着电

极的消耗，其消耗量己经占据成本的很大一部分。

2、矿热炉电极的消耗与电弧炼钢炉相同，也分为两

个部分：连续性消耗和非连续性消耗。

⑴、连续性消耗包括：电极端面在电弧等离子体作用

下形成的电极消耗主要表现形式为在电极端面形成一个

个斑点和电极侧面化学反应形成的电极消耗。

⑵、非连续消耗包括：电极硬断和电极软断。在电弧

炼钢炉中关T电极消耗已经做了大量的研究，普遍认为

电极侧面的化学反应占电极消耗的主要部分约50~70%，

其次为电极端面电弧侵蚀占25%~40%，再次为非正常消耗。

然而在矿热炉中对于各部分消耗研究较少，所占的比例

还不清楚。从现场拍摄图片观察，可以明显看出矿热炉电

极消耗与电弧炼钢炉电极消耗的不同。矿热炉中电极侧

面无明显变形，说明其侧面的碳元素参与化学反应的量

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较少，主要的消耗是由电弧侵蚀造成的；而电弧炼钢炉电

极呈倒锥形，说明其侧面发生了大量的化学反应。从基本

传热原理出发，主要探讨电弧对电极的侵蚀原理并对其

造成的消耗量进行定量控制。

二、电极烧蚀物理原理：

电极的烧蚀发生在阴极斑点部位，因此有必要了解

阴极斑点的形成原因以及斑点的转移原理。在电极两端

施加一定电压就可使气体电离，随着电离程度的增加，气

体中导电粒子的数目不断增多，电极间的气体在某一时

刻会被击穿从而形成导电通道，及生成电弧。而气体电离

的原因是电极上具有较低逸出功的部位会发射热电子，

该部位我们通常称之为阴极斑点，当其达到白热状态时，

电子的动能大于阴极材料的逸出功，向空间中发射电子。

在放电一段时间后，电弧在洛伦兹力产生的加速度作用

转移至下一个具有较低逸出功的位置进行放电，形成新

的阴极斑点。电极表面