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目前国内所使用的电熔设备大🃏都为三相交流꧃电弧炉以及少部分直流电熔镁炉。三相交流电弧炉设备由五部分构成,包括变压器、炉体、电极、电极升降装置以及电路短网。
电熔镁炉中所配置的变压器是可以根据具体的产量等因素来选择的,国内常见的有400KVA,600KVA,750KVA,1000KVA等。不同的工业生产对电极的要求也是有一定的规格的,一般要求直径在20♏0~250mm,长度高达1600m൲m,其抗折强度不得低于18MPa。
随着国家对环保的重视和低碳经济的要求,电🐻熔镁💃砂炉正朝着节能环保的方向发展,一些研究人员在节能低碳方面对电熔镁炉做出了优化研究。
目前所使用的交流电熔镁炉主要是设备简陋,工艺简单,操作方便。但是也存在着一定的不足。比如工艺比较落后,高的耗电量,不能产出高纯度、大结晶的高级产品,随之造成的环境污染也不容忽视,有待于改ꦏ进。
针对我国现有的直流电熔镁炉,技术研究还不是特别成熟,主要是由两部分组成,一部分主要是炉体的结♋构,另一部分是系统控制体系。主体结构是由炉体、电极及电极升🌟降、以及其他辅助动力系统等构成。控制系统主要包括控制电压以及中央调控系统组成。
现在,国内生产电熔镁砂的三相交流电熔镁炉大多是细长的圆柱形。这种电弧炉以电弧为热源,其主要特点是热集中。特别适用于电熔镁砂的熔炼。然而,该电弧炉最大加热温度是上限,这导致原料不完全净化,产品纯度和密度低。在整个加热过程中由于持续时间比较长,由此带来的污染也比较严重。以上这些都是本身自带而无法避免的。长期使用交🐠流电弧炉积累下的经验,为直流电弧炉的产生和发展提供了必要的条件。直到上个世纪80年代,直流电弧炉在工业生产中得到了广泛的应用。用于电熔镁砂生产的直流电弧炉具有电弧稳定、炉膛内热场均匀、电网三相负荷均匀等优点。但是直流电弧炉导电阳极是由炉底的耐火材料和提供的,对导电的耐火材料要求比较高,装卸不方便,维修起来也不容易。综合以上因素以及成本限制,我国辽宁省内大部分仍然采用的是三相交流电弧炉,并且在它所投入生产的产品中,结晶最好的、纯度最高的位置是在三中心圆附近的外围电,而在内部则杂🃏质含量比较高。位于电极之间的纯度也相对比较高,结晶颗粒也大。 在电熔镁砂的熔炼过程中,不同熔炼工艺、熔炼区域的电熔镁砂的体积密度与显气孔率分析亦有所不同。 体积💛密度与显气孔率是衡量电熔镁砂等原料的一项重要指标,低气孔率的原料对制品的质量和机械强度的提高都是有好处的。不同熔炼工艺、熔炼区域的电熔镁砂的体积密度与显气孔率也有不同。同一种工艺熔炼出的电熔꧟镁砂随着取样位置由熔坨中心到皮砂,即由里到外,电熔镁砂的体积密度先增大后减小、显气孔率先减小后增加,在靠近皮砂部分体积密度最大、显气孔率最小,从该区域到皮砂体积密度减小量和显气孔率增加量最大。分析认为由结晶尺寸导致,说明靠近皮砂部分结晶最好,晶体发育完整,电熔镁砂晶粒最大,致密度高。由于在靠近皮砂位置由较大的温度差,优先成核生长,产生大结晶的电熔镁砂。 而不同工艺对电熔镁砂的体积密度和显气孔率也有较大影响,交流空心三电极工艺的试样体积密度最大、显气孔率最小,电熔镁砂致密度最高。分析认为伴随着熔融过程,原料中的气体不断排出。在熔融初期结构致密度𒆙差,气体排出顺畅,熔融中后期结构致密,气体难以排出,而空心电极可提供气体排出通道,气体排出顺畅,结构更为致密,体积密度大,显气孔率小。 直流电极不同位置体积密度和显气孔率改变量小于交流电极体积密度和显气孔率改变量,分析认为直流电极有电磁搅拌作用,使杂꧅质分🌠布更为均匀,而交流电极没有这样的电磁搅拌作用,因此直流电极的矿相分布更为均匀。 不同𝓰工艺电熔出的电熔方镁石在靠近皮砂的位置结晶最好,晶体发育比较完整;直流电极所电熔的方镁石制品比交流电极的制品结构致密,结晶颗粒大,纯度高;空心🙈电极在电熔过程中,排气顺畅,而且所电熔的制品比实心电极电熔的制品组织结构致密,晶粒尺寸大。
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