一、技術(shù)名稱：鐵合金冶煉專用炭電極替代電極糊技術(shù)
二、技術(shù)類別：減碳技術(shù)
三、所屬領(lǐng)域及適用范圍：鋼鐵行業(yè) 鐵合金等工業(yè)礦熱爐冶煉四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況
2015 年，我國(guó)鐵合金生產(chǎn)能力約 5700 萬t，產(chǎn)量約 3600 萬t，鐵
合金電爐數(shù)量 5122 座，年消耗電極糊超過 100 萬t。電極糊在使用過程中不僅消耗大量電力，而且排放大量煙氣，對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染。在冶煉鐵合金、電石、黃磷等產(chǎn)品的礦熱電爐中采用炭電極取代電極糊，，既可節(jié)約電力，又避免了煙氣排放，具有較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。目前，該技術(shù)現(xiàn)已在山東、四川等地工業(yè)企業(yè)應(yīng)用。
五、技術(shù)內(nèi)容
1. 技術(shù)原理
礦熱爐是使用炭電極或電極糊冶煉爐料，將電能轉(zhuǎn)化為熱能的冶金設(shè)備。電極糊在生產(chǎn)過程中沒有經(jīng)過焙燒，在使用過程中需要使用電力進(jìn)行自焙，而炭電極在使用前已進(jìn)行焙燒，使用時(shí)將公母扣連接使用即可，無需使用電力，可同時(shí)減少電能消耗和污染物排放。同時(shí)， 由于炭電極電阻比電極糊低，使用過程中節(jié)電效果明顯。鐵合金冶煉使用專用炭電極代替電極糊，可節(jié)約電力，節(jié)省物耗，有效減少二氧化碳和污染物排放。
2. 關(guān)鍵技術(shù)
（1） 炭電極添加劑的配方設(shè)計(jì)技術(shù)
鐵合金冶煉專用炭電極主要由石墨碎、電煅煤、煅后石油焦及粘合劑和添加劑組成。該技術(shù)將炭黑二次料作為炭電極添加劑使用，在不影響炭電極電阻率等理化指標(biāo)的提前下，可增加電極強(qiáng)度和抗氧化性，滿足鐵合金冶煉專用炭電極的要求。
（2） 成型工藝參數(shù)控制技術(shù)
成型是炭電極制造的關(guān)鍵工序，炭制品內(nèi)部裂紋主要產(chǎn)生在制品成型階段。該技術(shù)綜合考慮影響成型的因素（粘結(jié)劑用量、糊料和模具溫度、振動(dòng)時(shí)間、激振力、振幅、頻率及產(chǎn)品規(guī)格和季節(jié)即環(huán)境溫度等），采取合理的工藝參數(shù)，確保了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
（3） 焙燒溫度控制技術(shù)
溫度控制是炭電極焙燒的關(guān)鍵，其控制精度直接影響炭電極的質(zhì)量。采用焙燒自動(dòng)控制技術(shù)，在焙燒過程中實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)的火焰溫度、炭電極溫度、煙氣溫度、負(fù)壓、燃料開度等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制燃料噴嘴的開度，確定火道溫度，準(zhǔn)確控制當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度的偏差， 確保焙燒質(zhì)量。
3. 工藝流程
鐵合金冶煉專用炭電極替代電極糊技術(shù)的原理圖見圖1。
圖 1 鐵合金冶煉專用炭電極替代電極糊技術(shù)原理圖
六、主要技術(shù)指標(biāo)
1．電阻率：33.6 μΩ·m；
2．體積密度：1.63g/cm3；
3．灰份：1.46%；
4. 抗折強(qiáng)度：7.6MPa；
5. 楊氏模量：5.35GPa；
6．熱膨脹系數(shù)：3.5×10-6/K。
七、技術(shù)鑒定情況
該技術(shù)獲得國(guó)家授權(quán)發(fā)明專利 1 項(xiàng)，并于 2011 年通過過河北省科技廳成果轉(zhuǎn)化服務(wù)中心的成果鑒定。
八、典型用戶及投資效益
典型用戶：山東永鑫集團(tuán)興源鈦業(yè)有限公司、四川龍蟒礦冶有限責(zé)任公司等。
典型案例 1
案例名稱：山東永鑫集團(tuán)興源鈦業(yè)有限公司電爐技改項(xiàng)目
建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)鈦鐵合金 7 萬 t。建設(shè)條件：適用于鐵合金礦熱爐冶煉，無特殊要求，主要針對(duì)大中型礦熱爐。主要建設(shè)內(nèi)容：改造爐頂及炭電極吊裝與送電銅瓦設(shè)備。主要設(shè)備為行車、配電設(shè)施改造、使用電極配套設(shè)施等。項(xiàng)目總投資 1000 萬元，建設(shè)期為 6 個(gè)月。年碳減排量約 1 萬 tCO2，碳減排成本為 80～120 元/tCO2。產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益300 萬元，投資回收期約 3.3 年，改造完成后可連續(xù)運(yùn)行 10 年。
典型案例 2
案例名稱：四川龍蟒礦冶有限責(zé)任公司電爐改造項(xiàng)目
建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)鈦鐵合金 6 萬 t。建設(shè)條件：適用于鐵合金礦熱爐冶煉，無特殊要求，主要針對(duì)大中型礦熱爐。主要建設(shè)內(nèi)容：改造爐頂及炭電極吊裝與送電銅瓦設(shè)備。主要設(shè)備為行車、配電設(shè)施改造、使用電極配套設(shè)施等。項(xiàng)目總投資 800 萬元，建設(shè)期為 6 個(gè)月。年碳減排量約 8400tCO2，碳減排成本為 80～120 元/tCO2。產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益257 萬元，投資回收期約 3.1 年，改造完成后可連續(xù)運(yùn)行 10 年。
九、推廣前景和減排潛力
鐵合金冶煉專用炭電極替代電極糊，可大幅減少冶煉廠家的耗電量，并減少污染物的排放，同時(shí)炭電極自身消耗比電極糊低，降低了冶煉行業(yè)生產(chǎn)成本，推廣前景廣闊。預(yù)計(jì)未來 5 年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣比例可達(dá)到 5%，總投資約 10 億元，可形成的年碳減排能力約25 萬tCO2。
