Mi az a grafitelektróda
A grafitelektróda egy vezetőképes oszlop, amely az elektromos ívkemence elektródatartóitól az áramot a hulladéknál vagy az olvadéknál lévő ívre továbbítja. Kalcinált kőolajkokszból vagy tűkokszból állítják elő, kőszénkátrány szurokkal mint kötőanyaggal és újrahasznosított grafittal keverik, majd extrudálással vagy vibrációs öntéssel alakítják ki, sütik, szurokkal impregnálják, újrasütik és végül 2500 fok feletti hőmérsékleten grafitizálják.
Mivel a hegyet folyamatosan fogyasztják, az anyagnak jól kell vezetnie az elektromosságot, túl kell élnie a gyors felmelegedést és hűtést, ellenállnia kell az oxidációnak, és még mindig pontos kúpos kötésekké kell megmunkálnia. Az alábbiakban ismertetett alapvető jellemzők ezekből a szolgáltatási követelményekből származnak.
A grafitelektródák főbb jellemzői
Magas elektromos vezetőképesség
A grafit nagyon kis ellenállással vezeti az elektromosságot réteges kristálysíkjai mentén. Az ultranagy teljesítményű (UHP) minőségeknél az elektródák ellenállása körülbelül 6,3 μΩ·m, a csatlakozó ellenállása pedig körülbelül 5,5 μΩ·m alatt van megadva. Az alacsony ellenállás csökkenti a Joule-melegedést az oszlopon belül, így a transzformátor kimenetének nagyobb része éri el az ívet, ahelyett, hogy magában az elektródában veszne el.
Magas termikus stabilitás
A grafit normál kemencenyomáson nem olvad meg, szublimál, és az acél lágyulási pontja feletti hőmérsékleten is megtartja hasznos szilárdságát. Ez az oka annak, hogy a grafitot elektródaanyagként és magas hőmérsékletű technológiai berendezésekben egyaránt használják. Az UHP elektródatest hőtágulási együtthatója körülbelül 1,5 × 10-6/ fok szobahőmérséklet és 600 fok között. Az alacsony tágulás korlátozza a belső feszültséget, amely akkor keletkezik, ha az ív csúcsa fehéren forró, miközben az oszlop felső része viszonylag hideg marad.
Kémiai stabilitás és oxidációállóság
A grafitot nem támadja meg a legtöbb sav, lúg és szerves oldószer, és sok olvadt fém és salak nem nedvesíti meg. Üzemben a domináns lebomlási út az oxidáció, nem pedig a kémiai oldódás: a grafit nagyjából 450 fok felett reakcióba lép a levegővel, és a reakciósebesség a hőmérséklettel gyorsan növekszik. A salakhabzás, a salakvonal feletti exponálási hossz szabályozása és az elektróda felületének antioxidáns kezelése -mind csökkenti ezt a veszteséget.
Jó megmunkálhatóság
A fémekhez képest a grafit puha, szabványos keményfém szerszámokkal esztergálható, fúrható, marható és menetes. Az elektródavégek és a csatlakozóaljzatok szabályozott kúposra vannak megmunkálva, így a kötés hatékonyan vezeti az áramot, és szoros marad a hőciklus során, és a sérült menetet gyakran újra meg lehet-megmunkálni, nem pedig leselejtezni.
Az UHP elektródák fizikai és kémiai indexértékei
Az alábbi táblázat összefoglalja az ultranagy teljesítményű grafitelektródák tipikus specifikációs határait névleges átmérő szerint. Az ellenállás, a rugalmassági modulus, a hőtágulás és a hamu a maximális értékek; A hajlítószilárdság és a térfogatsűrűség minimális értékek, amelyeket a terméknek meg kell felelnie vagy meg kell haladnia.
| Tétel | 300-400 mm | 450-500 mm | 550-650 mm | 700-800 mm |
|---|---|---|---|---|
| Ellenállás, elektróda, μΩ·m, max | 6.2 | 6.3 | 6.0 | 5.8 |
| Ellenállás, csatlakozó, μΩ·m, max | 5.3 | 5.3 | 4.5 | 4.3 |
| Hajlítószilárdság, elektróda, MPa, min | 10.5 | 10.5 | 10.0 | 10.0 |
| Hajlítószilárdság, csatlakozó, MPa, min | 20.0 | 20.0 | 22.0 | 23.0 |
| Rugalmassági modulus, elektróda, GPa, max | 14.0 | 14.0 | 14.0 | 14.0 |
| Rugalmassági modulus, csatlakozó, GPa, max | 20.0 | 20.0 | 22.0 | 22.0 |
| Térfogatsűrűség, elektróda, g/cm3, min | 1.67 | 1.66 | 1.66 | 1.68 |
| Térfogatsűrűség, csatlakozó, g/cm3, min | 1.74 | 1.75 | 1.78 | 1.78 |
| Hőtágulás, elektróda, 20-600 fok, 10-6/ fok , max | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| Hőtágulás, csatlakozó, 20-600 fok, 10-6/ fok , max | 1.4 | 1.4 | 1.3 | 1.3 |
| Hamu, %, max | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
Ezekből az adatokból két következmény következik. Először is, a nagyobb átmérők nagyobb áramot hordoznak, így a specifikáció szigorodik: az ellenállás és a rugalmassági modulus csökken, míg a csatlakozó szilárdsága nő. Másodszor, a hamutartalom minden méretnél 0,5% vagy az alatt van, mivel a hamuképző szennyeződések a hegy elfogyasztásakor bekerülnek az olvadékba, és utána nem távolíthatók el.
Hogyan működnek együtt a tulajdonságok a szolgáltatásban
A vezetőképesség és a térfogatsűrűség együtt működnek: a sűrűbb testben kevesebb a nyitott pórus, így az ellenállás kisebb, és az oxidációnak kevesebb a támadható belső felülete.
A hajlítószilárdságnak és a rugalmassági modulusnak egyensúlyban kell lenniük. A nagyon merev elektróda a hősokkot egyenesen a kötésbe viszi át, ezért a csatlakozó szilárdsága nagyobb, mint a test szilárdsága.
Az alacsony hőtágulás védi a menetet, amely általában a kötések leggyengébb pontja.
A megmunkálhatóság dönti el, hogy a kúp és a foglalat milyen pontosan van levágva, és ezáltal mennyire egyenletesen osztja meg két elektróda az áramot a csatlakozásnál.
Amit a vásárlóknak ellenőrizniük kell rendelés előtt
Minőség: normál teljesítményű, nagy teljesítményű, szuper nagy teljesítményű vagy ultra nagy teljesítményű, a kemence transzformátorához és az aktuális programhoz igazítva.
Átmérő és hossz: illeszkedik a tartó méretéhez és a kemence szabadoldalához, a rajzon feltüntetett kúpos méretekkel.
Vizsgálati tanúsítvány: ellenállás, hajlítószilárdság, rugalmassági modulus, térfogatsűrűség, hőtágulás és hamu, mind a test, mind a csatlakozó mintákon mérve.
Fugák integritása: menetprofil, kúpos osztás és védőkupakok szállításhoz és tároláshoz.
Kezelés és tárolás: tartsa szárazon az elektródákat, tárolja vízszintes állványon, és kerülje az ütéseket, mert az ütési sérülések gyakran láthatatlanok mindaddig, amíg a kötés meghibásodik.
Gyakran Ismételt Kérdések
K: Mi a különbség a normál teljesítményű és az ultra nagy teljesítményű grafitelektródák között?
A fokozatokat elsősorban az elektróda által hordozható áramsűrűség, valamint az ellenállás, a szilárdság és a tágulási határok szorossága határozza meg. Az ultranagy teljesítményű osztályok tűkokszból készülnek, és kisebb ellenállással, nagyobb csatlakozószilárdsággal és alacsonyabb hamuval rendelkeznek a nagyáramú kemencékhez.
K: Miért számít a térfogatsűrűség az elektródák élettartama szempontjából?
A sűrűség azt méri, hogy egy adott térfogatban mennyi szilárd szén található. A sűrűbb elektróda porozitása kisebb, így lassabban oxidálódik, jobban ellenáll a repedésnek, és kevesebb belső fűtéssel viszi tovább az áramot, ami csökkenti a tonnánkénti acélfogyasztást.
K: Mi okozza a túlzott elektródafogyasztást?
A fő okok a hegy fogyasztása az ívben, a salakvonal feletti oldalsó oxidáció, a hősokk-repedés és az ízület meghibásodása. A fogyasztást csökkenti a megfelelő áramsűrűség, a salakhabosítás gyakorlata, a rövidebb expozíciós hossz és a kötések megfelelő forgatónyomatéka-.
K: Hogyan kell kiválasztani az elektróda átmérőjét?
Kezdje a kemence maximális szekunder áramától és a választott fokozathoz tartozó megengedett áramsűrűségtől, majd ellenőrizze, hogy a kiválasztott átmérő illeszkedik-e az elektródatartóhoz és a tetőnyíláshoz. Az alulméretezett elektródák túlmelegednek, a túlméretezett elektródák energiát és tőkét pazarolnak.
K: Az alacsony ellenállás önmagában garantálja a jó teljesítményt?
Nem. Az ellenállás csak egy index. A szilárdság, a rugalmassági modulus, a térfogatsűrűség, a hőtágulás és a hamu mind befolyásolja a törési sebességet és a fogyasztást, és a kiegyensúlyozott specifikáció általában jobban teljesít, mint egyetlen nagyon alacsony ellenállási adat.
K: Hogyan kell a grafitelektródákat használat előtt tárolni?
Tárolja száraz, fedett helyen, vízszintes támasztékon, tartsa a védőkupakokat a meneteken, kerülje az egymásra rakást, amely megterheli az illesztéseket, és soha ne ejtse le vagy húzza el az elektródákat, mert az ütési sérülés kívülről nem látható.