本發明涉及高溫冶煉技術領域，尤其涉及一種適用于間歇式冶煉電爐的石墨電極保護方法。
背景技術：
電爐目前被廣泛用于鈦渣冶煉、合金冶煉、煉鋼煉鐵等領域，而石墨電極因為其良好的導電性，耐熱、耐蝕性極佳的特點，被作為電爐生產的導電材料而使用。但一直以來冶煉熔渣對電極的沖刷侵蝕消耗，暴露于空氣中的氧化消耗都在一定程度上降低了石墨電極的使用壽命。目前較為常規的石墨電極保護方法包括石墨電極涂層和浸漬層保護等，這些方法無一例外的會降低石墨電極的導電性，且受潮后極易脫落，對石墨電極表面的保護有限。
技術實現要素：
為克服現有石墨電極的涂層和浸漬層容易脫落、影響導電性等不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種能夠提高石墨電極保護層穩定性和導電性的方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種石墨電極保護方法，包括以下步驟：首先對石墨電極進行加熱，使其表面溫度達到1500℃以上，然后用高壓氮氣向熾熱石墨電極表面噴吹sio2和tio2的混合微粉，通過還原反應及氮化反應在石墨電極表面形成致密的碳化物或氮化物鍍層。
進一步的是，對石墨電極加熱的溫度為1600℃。
進一步的是，所述sio2和tio2的混合微粉的粒度≤200目。
進一步的是，在噴吹sio2和tio2的混合微粉時，噴吹時間不超過20s。
進一步的是，噴吹的混合微粉中sio2和tio2的質量比為1:1～5:1。
本發明的有益效果是：利用高壓氮氣向熾熱石墨電極表面噴吹sio2和tio2的混合微粉，通過還原反應及氮化反應在石墨電極表面形成致密的碳化物或氮化物鍍層，起到隔絕石墨電極本體的作用，從而減緩石墨電極氧化消耗速度，該保護鍍層與石墨電極表面致密結合，不易脫落，且不影響其導電性，從而延長了石墨電極的使用壽命，降低了電爐的生產成本。
具體實施方式
以下通過具體實施方式對本發明作進一步描述。
一種石墨電極保護方法，包括以下步驟：首先對石墨電極進行加熱，使其表面溫度達到1500℃以上，然后用高壓氮氣向熾熱石墨電極表面噴吹sio2和tio2的混合微粉，通過還原反應及氮化反應在石墨電極表面形成致密的碳化物或氮化物鍍層。實際操作中可選擇在電爐每爐次冶煉出渣階段進行，出渣時石墨電極仍具有較高溫度，可直接進行噴吹鍍層操作。噴吹混合微粉前，先用紅外測溫儀測量石墨電極表面溫度，溫度必須要大于等于1500℃，低于此溫度石墨電極表面碳顆粒很難與混合微粉發生反應。根據理論分析和試驗得出，1600℃左右的溫度能夠帶來最佳的反應效果。采用氮氣作為噴吹介質，一方面是可以在石墨電極表面形成氮化物層，另一方面是為了防止空氣中其它成分對石墨電極造成影響。
為保證碳化還原反應在石墨電極表面迅速進行，sio2和tio2的混合微粉要求粒度≤200目。粒度太大會使微粉顆粒與石墨電極表層反應不充分，粘接不牢靠，容易脫落。
混合微粉的噴吹時間一般不超過20s，因為在噴吹時混合微粉時石墨電極暴露在空氣中，時間太長容易與空氣中的其他成分發生反應，影響石墨電極好鍍層的質量。
之所以選擇sio2和tio2的混合微粉是因為sio2相較于tio2在同樣溫度下前者更易與碳顆粒發生反應，但后者的碳化物耐高溫、耐腐蝕性更好。兩者的混合物則可兼具耐高溫和耐腐蝕雙重特性。為了保證鍍層的穩定性和隔絕性，且具有一定厚度，要求sio2和tio2的質量比為1:1～5:1。
實施例一：
某50kva直流電弧爐底冶煉鈦渣，石墨電極直徑75mm，長度800mm。在鈦渣冶煉出渣階段，不斷電出渣，實測石墨電極表面溫度為1600℃。此時將150～200目的sio2和tio2混合微粉通過氮氣噴吹至石墨電極表面，兩者質量為1：1，噴吹時間10s。待冷卻后可觀察到在石墨電極表面有一層保護覆層。對該保護覆層進行物理和化學檢測，發現該保護層與石墨電極表面致密結合，將原石墨電極表面完全包裹在內，保護層不影響石墨電極導電性，并且該保護層化學性質穩定，很難與其它物質發生反應。綜上所述，通過該方法得到的石墨電極保護層與石墨電極表面致密結合，不易脫落，且不影響其導電性，能夠延長石墨電極的使用壽命，降低電爐的生產成本。