December 27, 2025
Elektrodensicherheitsvorfälle stellen eine weit verbreitete Kategorie von Unfällen in der Nichteisenmetall- und Calciumcarbidindustrie dar, insbesondere in Unterpulveröfen (SAF) Schmelzbetrieben. Eine präzise Analyse der Ursachen von Elektrodenunfällen ist entscheidend, da sie die Umsetzung gezielter Präventivmaßnahmen zur Reduzierung ihrer Häufigkeit ermöglicht. Die Analyse von Elektrodenunfällen wird jedoch von einer Vielzahl von Faktoren sowohl von Elektrodenpastenlieferanten als auch von Anwendungsherstellern beeinflusst. Um die Ursache von Elektrodenunfällen genau zu bestimmen, ist eine gegenseitige Übereinstimmung über objektive direkte Beweise unerlässlich, wobei der Elektrodenabschnitt des Unterpulverofens als hervorragende Quelle für solche Beweise dient. Daher ist die Analyse von Elektrodenabschnitten von großer praktischer Bedeutung.
Querschnittsbeobachtung: Der Querschnitt der Elektrode weist ein ausgeprägtes schichtweises Schrumpfungsphänomen auf, das durch granulare Materie gekennzeichnet ist. Abhängig von der Größe des Abschnitts der Verbrennungsstrahlungsquelle der Elektrode können sich granulare Materialien entweder entlang des äußeren Rings der Elektrode oder in ihrem Zentrum ablagern.
Zusätzliche Phänomene: Der Fließfähigkeitsindex der Elektrodenpaste übersteigt 2,0 und die Dehnung übersteigt 40.
Ursache: Die übermäßige Popularität der Elektrodenpaste verursacht eine Partikelschrumpfung, wodurch die Festigkeit von Elektroden mit mehr Steinen verringert wird, wodurch sie anfällig für Brüche unter äußeren Kräften werden. Thermische Spannungen innerhalb der Elektrode tragen zusätzlich zum Partikelbruch bei. Die beiden unterschiedlichen Steinansammlungen resultieren aus unterschiedlichen Sintermethoden.
Zustand des Abschnitts: Der Abschnitt öffnet sich in Segmenten entlang der Rippe.
Zusätzliche Phänomene: Die Inspektionskennwerte der Elektrodenpaste sind normal, aber Phänomene nach der Zündung wie Ventilfallen, Aufspaltung und Umdrehen sind weit verbreitet.
Ursache: Bei neu gezündeten SAFs stammen Probleme typischerweise von den Elektrodenrohrrippen. Eine übermäßige Anzahl, Dichte oder Länge der Rippen kann die Elektrodenpaste in zu viele kleine Teile zerlegen, wodurch die Gesamtfestigkeit der Elektrode verringert wird. Falsches oder unzureichendes Bohren an den Rippen kann ebenfalls zu einem Ablösen und Reißen der Elektrode führen.
Zustand des Abschnitts: Der Abschnitt weist deutliche Risse auf, die die Elektrodenpaste vage erkennen lassen.
Zusätzliche Phänomene: Der Fließfähigkeitsindex der Elektrodenpaste ist kleiner als 1,0 und der Plastizitätswert ist kleiner als 2,0.
Ursache: Eine schlechte Fließfähigkeit der Elektrodenpaste verhindert, dass sie den gesamten Raum des Elektrodenzylinders ausfüllt, was zu Rissen und Pastehängen führt, wodurch die Gesamtfestigkeit der Elektrode verringert wird.
Zustand des Abschnitts: Der Abschnitt ist locker und rissig, wobei einige Abschnitte eben erscheinen.
Zusätzliche Phänomene: Beobachtungen zeigen, dass die oberste Schicht der Pastensäule in einen viskosen Zustand schmilzt, wobei das Kesselrohr von oben nach unten bis zur Pastenzugabe vor dem Elektrodenbruch bläst. Das Ausmaß der Schrumpfung und Lockerung bei solchen Elektrodenbrüchen hängt von der normalen Zirkulation der Elektrodenpaste selbst ab.
Grundursache: Der hohe Wärmeübergangskoeffizient der üblicherweise verwendeten Elektrodenpasten-Rohstoffe in großen und mittelgroßen SAFs führt dazu, dass die oberste Schicht der Pastensäule leicht schmilzt. Längere Ofenstillstände führen zu einer sekundären Koagulation der geschmolzenen obersten Schicht. Wenn die Elektrodenpaste nicht rechtzeitig zugegeben wird, ist der gesamte Elektroden-Sinterprozess abgeschlossen. Nach dem zweiten Temperaturanstieg nimmt die Popularität der Elektrodenpaste ab, wodurch die Elektrodenfestigkeit verringert und harte Brüche verursacht werden.
Zustand des Abschnitts: Der Abschnitt ist eben.
Zusätzliche Phänomene: Vor dem Elektrodenschneiden treten erhebliche Stromänderungen auf, wobei alle anderen Parameter normal bleiben.
Ursache: Stromschwankungen verursachen eine differentielle Erwärmung der Elektrodenteile, wodurch thermische Spannungen induziert werden. Eine schwache Thermoschockbeständigkeit in der Elektrodenpaste führt zu Rissen. Schnelle Sinterraten während des Elektrodensinterns erweitern auch die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Elektrode. Vertikale Risse ohne untere Aufspaltung weisen im Allgemeinen auf eine schwache Thermoschockbeständigkeit in der Elektrodenpaste hin.
Querschnittszustand: Der Abschnitt ist eben, mit sichtbarem Schmutz.
Zusätzliche Phänomene: Während des Betriebs ist Schmutz in der Elektrodenpaste vorhanden, der Elektrodenzylinder hat keine Abdeckung und die Produktionswerkstatt ist mit Rauch und Staub gefüllt.
Ursache: Verunreinigungen blockieren die konventionelle Fließfähigkeit der Elektrodenpaste und verhindern das Sintern von schmutzigen Elektrodenabschnitten zu einem zusammenhängenden Ganzen. Diese Verringerung der Elektrodenfestigkeit führt zu Rissen.
Zustand des Abschnitts: Der Bereich in der Nähe des Elektrodenabschnitts ist eben, wobei der mittlere Ring angehoben oder abgesenkt ist.
Zusätzliche Beobachtungen: Das Elektrodensintern erfolgt langsam, wobei alle anderen Parameter normal bleiben.
Ursache: Langsames Elektrodensintern führt zu einem ungesinterten Kern um die Elektrode des Kneters, während die gesinterte Elektrode eine geringe Festigkeit aufweist, wodurch sie anfällig für Brüche unter erheblichen äußeren Krafteinwirkungen ist.
Querschnitt: Die Elektrode weist während des Betriebs eine starke Korrosion und Aufspaltung auf und verengt sich von oben nach unten erheblich.
Zusätzliche Phänomene: Die Elektrodenpasteninspektion ist normal, aber die Heizofentemperatur ist niedrig, die Produktion ist gering und die Elektrode wird zu tief eingeführt.
Ursache: Kohlenstoffmangel in SAF-Abfallmaterialien führt zu starker Korrosion von gelösten Materialien auf Elektroden, wodurch die Gesamtfestigkeit von verengten Elektroden verringert und sie anfällig für Brüche unter erheblichen äußeren Krafteinwirkungen werden.
Zustand des Abschnitts: Die Elektrode verengt sich erheblich, mit starker seitlicher Luftoxidation.
Zusätzliche Phänomene: Der SAF-Betrieb ist normal ohne Wasseraustritt, und die Anwendung des Zentrifugalgebläses bleibt ohne Stromausfall unverändert.
Ursache: Eine schlechte Oxidationsbeständigkeit in der Elektrodenpaste führt zu übermäßiger Luftoxidation, wodurch sich die Elektrode verengt und ihre Gesamtfestigkeit verringert wird, wodurch sie anfällig für Brüche unter erheblichen äußeren Krafteinwirkungen wird. Die Beurteilung einer schwachen Oxidationsbeständigkeit und einer durch Kohlenstoffmangel verursachten Elektrodenkorrosion basiert auf der schmaleren Breite der Elektrodenpaste unter der Materialoberfläche, die auf Kohlenstoffmangelfaktoren hinweist, während eine schlechte Oxidationsbeständigkeit angezeigt wird, wenn die Materialoberfläche schmaler ist.
Unterpulverofenelektroden sind anfällig für zahlreiche weiche und harte Bruchunfälle, die sehr komplex sind. Die Analyse der Ursache eines Unfalls allein anhand des Querschnitts ist unzureichend. Daher ist es vor der Durchführung einer eingehenden Analyse unerlässlich, sicherzustellen, dass die Inspektionskennwerte der Elektrodenpaste, insbesondere die Festigkeit, den Standards entsprechen. Nur Elektrodenpaste mit einer Festigkeit, die den Standards entspricht, rechtfertigt eine weitere Analyse des Elektrodenquerschnitts. Die vom Elektrodenquerschnitt bereitgestellten Daten können das Verhalten der Elektrode während des gesamten Sinterprozesses objektiv widerspiegeln und eine Methode zur Analyse von Elektrodenunfällen bieten.
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