Scurtă descriere și clasificare a electrozilor de grafit

Conform diferenței dintre materiile prime utilizate și indicatorii fizici și chimici ai produselor finite, electrozii de grafit sunt împărțiți în trei soiuri: electrozi de grafit de putere obișnuiți (grad RP), electrozi de grafit de mare putere (grad HP) și electrozi de grafit cu putere ultra-înaltă (grad UHP). Acest lucru se datorează faptului că electrozii de grafit sunt folosiți în principal ca materiale conductive în cuptoarele cu oțel electric cu arc. În anii 1980, industria internațională a cuptorului electric de fabricare a oțelului a împărțit cuptoarele cu arc electric cu arc electric în trei categorii în funcție de puterea de intrare a transformatorului pe tonă de capacitate de cuptor: cuptoare electrice obișnuite (cuptoare RP), cuptoare electrice de mare putere (cuptoare HP) și cuptoare electrice cu putere ultra-înaltă (cuptoare UHP). Puterea de intrare transformatoare a cuptoarelor electrice de putere obișnuite peste 20t pe tonă de capacitate a cuptorului este în general de aproximativ 300kW/t; Cuptoarele electrice de mare putere sunt de aproximativ 400kW/T; Cuptoarele electrice sub 40t au o putere de intrare de 500-600kw/t, cuptoarele electrice între 50-80t au o putere de intrare de 400-500kW/t, iar cuptoarele electrice peste 100t au o putere de intrare de 350-450kw/t, care se numesc cuptoare electrice cu putere ultra-înaltă. Până la sfârșitul anilor 1980, țările dezvoltate economic au eliminat un număr mare de cuptoare electrice obișnuite de dimensiuni mici și mijlocii sub 50T, iar majoritatea cuptoarelor electrice nou construite au fost cuptoare electrice cu putere ultra-înaltă de 80-150T, iar puterea de intrare a fost crescută la 800kW/t. La începutul anilor 1990, unele cuptoare electrice cu putere ultra-înaltă au fost crescute în continuare la 1000-1200kW/t. Electrozii de grafit folosiți în cuptoarele electrice cu putere mare și ultra-înaltă funcționează în condiții mai stricte. Pe măsură ce densitatea curentului care trece prin electrozi crește semnificativ, apar următoarele probleme:

(1) Temperatura electrodului crește datorită căldurii rezistenței și a fluxului de aer cald, ceea ce crește expansiunea termică a electrodului și a articulației, iar consumul de oxidare a electrodului crește.

(2) Diferența de temperatură dintre centrul electrodului și cercul exterior al electrodului crește, iar tensiunea termică cauzată de diferența de temperatură crește, de asemenea, în consecință, ceea ce face ca electrodul să fie predispus la fisuri și decojire de suprafață.

(3) Forța electromagnetică crește, provocând vibrații severe. Sub vibrații severe, probabilitatea ruperii electrodului din cauza conexiunii și deconectării libere crește. Prin urmare, proprietățile fizice și mecanice ale electrozilor de grafit cu putere mare și ultra-înaltă trebuie să fie mai bune decât cele ale electrozilor de grafit de putere obișnuiți, cum ar fi o rezistivitate mai mică, o densitate de volum mai mare și o rezistență mecanică mai mare, un coeficient de expansiune termică mai mică și o bună rezistență la șocuri termice. Tabelul 1 listează seria standard comună și diametrele electrodului de grafit care se potrivesc cu trei cuptoare cu oțel cu arc de putere diferite la sfârșitul anilor '80. Pentru a răspunde nevoilor fabricilor de oțel pentru a dezvolta cuptoare electrice de mare putere și ultra-înaltă, fabricile de carbon din Europa, Statele Unite și Japonia au produs în principal două standarde de calitate ale electrozilor de grafit din anii 1980, și anume electrozi grafiti de mare putere și electrozi grafiti cu putere ultra-înaltă. Electrozii obișnuiți de grafit de putere sunt rareori produși datorită vânzărilor mici.

Electrozii de grafit pentru cuptoarele cu arc DC Cuptoarele arc DC sunt un nou tip de echipamente electrice de fabricare a oțelului care s -a maturizat la începutul anilor '80. Cuptoarele cu arc DC timpurii au fost modificate pe baza cuptoarelor originale cu arc AC. Unii au folosit 3 electrozi de grafit, iar unii au folosit 2 electrozi de grafit. Cu toate acestea, cea mai mare parte a cuptoarelor cu arc DC nou proiectate după mijlocul anilor '80 au folosit doar 1 electrod de grafit. În comparație cu cuptoarele cu arc AC cu aceeași putere folosind 3 electrozi de grafit, suprafața totală a electrozilor oxidați la temperaturi ridicate este mult redusă. Pentru cuptoarele cu arc continuu care funcționează la o putere ultra-înaltă, consumul de electrozi de grafit pe tonă de oțel poate fi redus cu aproximativ 50%. Când curentul cuptorului cu arc continuu trece prin electrod, nu se produce niciun efect de piele și efect de proximitate. Curentul este distribuit uniform pe secțiunea transversală a electrodului. În plus, arcul DC are o stabilitate bună, vibrații mecanice mici în timpul funcționării și zgomot redus al cuptorului electric. Diametrul electrodului de grafit utilizat într -un cuptor cu arc DC este, de asemenea, calculat pe baza capacității cuptorului și a densității de curent admise a electrodului. Pentru cuptoarele cu putere ultra-înaltă, cu aceeași putere de intrare, un cuptor cu curent continuu care folosește un electrod grafit are un diametru mai mare de electrod. De exemplu, un cuptor cu arc AC cu o capacitate de 150T folosește un electrod cu un diametru de 600mm, în timp ce un cuptor cu arc DC cu aceeași capacitate folosește un electrod cu un diametru de 700-750mm. Cerințele de calitate ale cuptoarelor cu arc DC pentru electrozii de grafit sunt mai mari decât cele utilizate în cuptoarele cu arc AC.