电极是矿热炉导电系统的重要组成部分,被称之为电炉的心脏,也是合金生产中的主要耗材之一。这其中就包括工业硅的生产,世界上发达国家最小工业硅炉容量为10MVA,最大容量可达48MVA,其中20-30MVA居多数。目前我国的工业硅炉以6.3MVA以下的中小容量为主,符合国家规定的《工业硅生产企业行业准入条件》的单台生产装置在25MVA以上的大容量工业硅炉只占少数。这些大容量工业硅炉使用的国产电极,除极少数开炉比较正常外,大多都经历过电极断裂掉炉的恶性事故。原因就是工业硅产品对杂质铁的含量要求非常苛刻,不适宜使用一般矿热炉使用的自焙电极,只能使用无电极壳的石墨电极或者碳素电极。石墨电极因为强度高,电阻低,是生产工业硅的理想电极,但是目前国产石墨电极的最大直径是900mm,只适用于20MVA以下的工业硅炉,碳素电极倒是可以做到1400mm以内,但是碳素电极耐急冷急热性差,强度低,容易因抗热震性差而发生断裂,因其电阻率高从而增加有功损耗。因此,促进了复合电极的出现,复合电极就是以小直径石墨电极组为骨架,以电极糊为填充物,在运行中利用自身电阻热经高温焙烧而成,是一种全新的电极结构。这种自焙电极使用的电极把持器也是复合式结构,既有组合式把持器,也有铜瓦跟压力环,电极压放时只压放复合电极,而电极壳不压放,这样就避免了工业硅产品的增铁问题。
复合电极系统包括本体(含电极壳),电极把持器系统(包括导电元件,压力环,保护屏等),电极压放装置,电极升降装置,把持筒等。大容量工业硅炉用复合电极系统,电极升降装置,把持筒与传统工业硅炉跟其他矿热炉没有太大区别,但是电极本体,电极把持器,电极压放装置有所不同,采用了特殊的结构形式。
复合电极就是把石墨电极与自焙电极的优点结合起来,制成的以多根小规格石墨电极为骨架,以电极糊为填充物而制成的自焙电极。但是,在这种自焙电极中,电极壳只不过是讲电极糊与石墨电极焙烧成一体的容器,电机壳不随电极压放,所以电机壳的材质,结构与常规的有所不同,普通电极壳是2-3mm的普通低碳钢制成,复合电极的电机壳用的是10mm的1Cr18Ni9不锈钢制的。