Kratki opis i klasifikacija grafitnih elektroda

Prema razlikama u korištenim sirovinama i fizičkim i kemijskim pokazateljima gotovih proizvoda, grafitne elektrode podijeljene su u tri sorte: obične elektrode za grafitne elektrode (RP stupanj), grafitne elektrode velike snage (HP stupanj) i ultra visoke grafitne elektrode (UHP ocjena). To je zato što se grafitne elektrode uglavnom koriste kao provodljivi materijali u peći za proizvodnju čelika. U 1980-ima međunarodna industrija za proizvodnju čelika za električnu energiju podijelila je električne lukove peći u čeliku u tri kategorije prema transformatorskoj ulaznoj snazi ​​po toni kapaciteta peći: obične električne peći (RP peći), električne peći velike energije (HP peći) i ultra visoke električne peći (UHP peći). Ulazna snaga transformatora običnih električnih peći iznad 20T po toni kapaciteta peći općenito je oko 300kW/t; Električne peći velike snage su oko 400kW/t; Električne peći ispod 40T imaju ulaznu snagu od 500-600kW/T, električne peći između 50-80T imaju ulaznu snagu od 400-500kW/t, a električne peći iznad 100T imaju ulaznu snagu od 350-450kW/t, koji se nazivaju ultra-visoke električne peći. Do kraja 1980-ih ekonomski razvijene zemlje eliminirale su veliki broj malih i srednjih običnih električnih peći ispod 50T, a većina novoizgrađenih električnih peći bila je ultra visoke velike električne peći od 80-150T, a ulazna snaga je povećana na 800kW/t. Početkom 1990-ih, neke ultra visoke električne peći su dodatno povećane na 1000-1200kW/t. Grafitne elektrode korištene u električnim peći velike snage i ultra snage rade u strožim uvjetima. Kako se gustoća struje koja prolazi kroz elektrode značajno raste, nastaju sljedeći problemi:

(1) Temperatura elektrode povećava se zbog topline otpornosti i protoka vrućeg zraka, što povećava toplinsku ekspanziju elektrode i zgloba, a povećava se i oksidacijska potrošnja elektrode.

(2) Temperaturna razlika između središta elektrode i vanjskog kruga elektrode raste, a toplinski napon uzrokovan temperaturnom razlikom također se u skladu s tim povećava, čineći elektrodu sklonu pukotinama i površinskom ljuštenju.

(3) Elektromagnetska sila raste, uzrokujući jaku vibraciju. Pod jakim vibracijama povećava se vjerojatnost lomljenja elektroda zbog labave veze i prekida veze. Stoga, fizička i mehanička svojstva grafitnih elektroda velike snage i ultra snage moraju biti bolja od onih uobičajenih grafitnih elektroda, poput nižeg otpora, veće gustoće volumena i veće mehaničke čvrstoće, manjeg koeficijenta toplinske ekspanzije i dobra otpornost na toplinski udar. Tablica 1 navodi uobičajenu standardnu ​​seriju i odgovarajuće promjere grafitnih elektroda tri različita peći za proizvodnju čelika u kasnim 1980 -ima. Kako bi zadovoljile potrebe čeličnih mlinova za razvoj električnih peći velike snage i ultra snage, tvornice ugljika u Europi, Sjedinjene Države i Japan uglavnom su proizvele dva standarda kvalitete grafitnih elektroda od 1980-ih, naime visoke grafitne elektrode i grafitne elektrode ultra-visoke snage. Obične elektrode za napajanje rijetko se proizvode zbog njihove male prodaje.

Grafitne elektrode za DC lučne peći DC lučne peći su nova vrsta opreme za proizvodnju čelika za električnu peć koja je sazrela početkom 1980 -ih. Rane peći DC luka modificirane su na temelju originalnih AC lučnih peći. Neke su koristile 3 grafitne elektrode, a neke su koristile 2 grafitne elektrode. Međutim, većina novo dizajniranih DC lučnih peći nakon sredine 1980-ih koristila je samo 1 grafitnu elektrodu. U usporedbi s AC lučnim pećima s istom snagom pomoću 3 grafitne elektrode, ukupna površina elektroda oksidirana na visokim temperaturama uvelike je smanjena. Za peći DC luka koje rade na ultra-visokim snagama, potrošnja grafitnih elektroda po toni čelika može se smanjiti za oko 50%. Kad struja DC lučne peći prolazi kroz elektrodu, ne stvaraju se učinak kože i efekt blizine. Struja je ravnomjerno raspoređena na presjeku elektrode. Osim toga, DC luk ima dobru stabilnost, male mehaničke vibracije tijekom rada i malu buku električne peći. Promjer grafitne elektrode koja se koristi u DC lučnoj peći također se izračunava na temelju kapaciteta peći i dopuštene gustoće struje elektrode. Za ultra visoke peći s istom ulaznom snagom, DC peć pomoću jedne grafitne elektrode ima veći promjer elektrode. Na primjer, izmjenična lučna peć kapaciteta 150T koristi elektrodu promjera 600 mm, dok DC lučna peć istog kapaciteta koristi elektrodu promjera od 700-750 mm. Zahtjevi za kvalitetu peći DC luka za grafitne elektrode veći su od onih koje se koriste u AC lučnim pećima.