Grafit elektrotlarının kısa açıklaması ve sınıflandırılması

Kullanılan hammaddelerdeki farka ve bitmiş ürünlerin fiziksel ve kimyasal göstergelerine göre, grafit elektrotlar üç çeşite bölünür: sıradan güç grafit elektrotları (RP sınıfı), yüksek güçlü grafit elektrotları (HP sınıfı) ve ultra yüksek güçlü grafit elektrotları (UHP sınıfı). Bunun nedeni, grafit elektrotların esas olarak elektrik ark çelik üretim fırınlarında iletken malzemeler olarak kullanılmasıdır. 1980'lerde, uluslararası elektrikli fırın çelik üretimi endüstrisi, elektrikli ark çelik üretim fırınlarını tonlarca fırın kapasitesi başına transformatör giriş gücüne göre üç kategoriye ayırdı: sıradan elektrikli elektrik fırınları (RP fırınları), yüksek güçlü elektrikli fırınlar (HP fırınları) ve ultra yüksek güçlü elektrik fırınları (UHP fırınları). Ton ton fırın kapasitesi başına 20t'nin üzerindeki sıradan güç elektrik fırınlarının transformatör giriş gücü genellikle yaklaşık 300kW/T'dir; Yüksek güçlü elektrik fırınları yaklaşık 400kW/T'dir; 40T'nin altındaki elektrik fırınlarının 500-600kW/T giriş gücüne sahiptir, 50-80T arasındaki elektrik fırınlarının 400-500kW/T giriş gücüne sahiptir ve 100T'nin üzerindeki elektrik fırınlarının, ultra high güç elektrikli fırınlar adı verilen 350-450kW/T giriş gücüne sahiptir. 1980'lerin sonunda, ekonomik olarak gelişmiş ülkeler 50T'nin altında çok sayıda küçük ve orta boy sıradan elektrikli elektrik fırınlarını ortadan kaldırmıştı ve yeni inşa edilen elektrikli fırınların çoğu ultra yüksek güç büyük elektrikli fırınlar 80-150T idi ve giriş gücü 800kW/T'ye yükseltildi. 1990'ların başında, bazı ultra yüksek güçlü elektrikli fırınlar 1000-1200kW/T'ye yükseltildi. Yüksek güçlü ve ultra yüksek güçlü elektrik fırınlarında kullanılan grafit elektrotlar daha katı koşullar altında çalışır. Elektrotlardan geçen mevcut yoğunluk önemli ölçüde arttıkça, aşağıdaki sorunlar ortaya çıkar:

(1) Elektrot ısısı ve sıcak hava akışı nedeniyle elektrot sıcaklığı artar, bu da elektrot ve eklemin termal genleşmesini arttırır ve elektrotun oksidasyon tüketimi de artar.

(2) Elektrotun merkezi ile elektrotun dış dairesi arasındaki sıcaklık farkı artar ve sıcaklık farkının neden olduğu termal stres de buna göre artar, bu da elektrotun çatlaklara ve yüzey soyulmasına eğilimli olmasını sağlar.

(3) Elektromanyetik kuvvet artar ve şiddetli titreşime neden olur. Şiddetli titreşim altında, gevşek bağlantı ve bağlantı kesme nedeniyle elektrot kırılma olasılığı artar. Bu nedenle, yüksek güçlü ve ultra yüksek güç grafit elektrotlarının fiziksel ve mekanik özellikleri, daha düşük direnç, daha yüksek hacim yoğunluğu ve daha yüksek mekanik mukavemet, daha küçük termal genleşme katsayısı ve iyi termal şok direnci gibi sıradan güç grafit elektrotlarından daha iyi olmalıdır. Tablo 1, 1980'lerin sonlarında üç farklı güç ark çelik üretim fırınının ortak standart serilerini ve eşleşen grafit elektrot çaplarını listelemektedir. Çelik fabrikalarının yüksek güçlü ve ultra yüksek güçlü elektrik fırınları geliştirmek için ihtiyaçlarını karşılamak için, Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'daki karbon fabrikaları, 1980'lerden beri iki kaliteli grafit elektrot standartları, yani yüksek güçlü grafit elektrotları ve ultra yüksek güçlü grafit elektrotları üretmiştir. Sıradan güç grafit elektrotları, küçük satışları nedeniyle nadiren üretilir.

DC ARC Fırınları için Grafit Elektrotlar DC Arc Fırınlar, 1980'lerin başında olgunlaşan yeni bir elektrik fırın çelik üretimi ekipmanıdır. Erken DC ark fırınları orijinal AC ark fırınları temelinde modifiye edildi. Bazıları 3 grafit elektrot kullandı ve bazıları 2 grafit elektrot kullandı. Bununla birlikte, 1980'lerin ortalarından sonra yeni tasarlanmış DC ark fırınlarının çoğu sadece 1 grafit elektrot kullandı. 3 grafit elektrot kullanılarak aynı güce sahip AC arc fırınları ile karşılaştırıldığında, yüksek sıcaklıklarda oksitlenen elektrotların toplam yüzey alanı büyük ölçüde azalır. Ultra yüksek güçte çalışan DC ark fırınları için, ton çelik başına grafit elektrot tüketimi yaklaşık%50 azaltılabilir. DC ark fırının akımı elektrottan geçtiğinde, cilt etkisi ve yakınlık etkisi üretilmez. Akım, elektrotun kesitine eşit olarak dağıtılır. Ek olarak, DC ark iyi stabiliteye, çalışma sırasında küçük mekanik titreşime ve elektrikli fırının düşük gürültüsüne sahiptir. Bir DC ark fırında kullanılan grafit elektrotun çapı, fırın kapasitesine ve elektrotun izin verilen akım yoğunluğuna göre de hesaplanır. Aynı giriş gücüne sahip ultra yüksek elektrikli fırınlar için, bir grafit elektrot kullanan bir DC fırında daha büyük bir elektrot çapına sahiptir. Örneğin, 150T kapasiteli bir AC ark fırını, 600 mm çapında bir elektrot kullanırken, aynı kapasiteye sahip bir DC ark fırında 700-750 mm çapında bir elektrot kullanır. Grafit elektrotları için DC ARC fırınlarının kalite gereksinimleri, AC arc fırınlarında kullanılanlardan daha yüksektir.