Kort beskrivelse og klassifisering av grafittelektroder

I henhold til forskjellen i råvarer som brukes og de fysiske og kjemiske indikatorene for ferdige produkter, er grafittelektroder delt inn i tre varianter: vanlige kraftgrafittelektroder (RP-karakter), høye effektgrafittelektroder (HP-karakter) og ultrahøy effektgrafittelektroder (UHP-grad). Dette er fordi grafittelektroder hovedsakelig brukes som ledende materialer i stålproduksjon av elektrisk bue. På 1980-tallet delte den internasjonale elektriske ovnstålindustrien elektrisk bue stålproduksjonsovner i tre kategorier i henhold til transformatorinngangskraften per tonn ovnskapasitet: ordinære kraftelektriske ovner (RP-ovner), høye kraftelektriske ovner (HP-ovner) og ultrahøye elektriske ovner (UHP-ovn). Transformatorinngangskraften til vanlige kraftelektriske ovner over 20t per tonn ovnskapasitet er generelt omtrent 300 kW/t; Elektriske ovner med høy kraft er omtrent 400 kW/t; Elektriske ovner under 40T har en inngangseffekt på 500-600kW/T, elektriske ovner mellom 50-80T har en inngangseffekt på 400-500kW/t, og elektriske ovner over 100t har en inngangseffekt på 350-450KW/T, som kalles ultrahøy effektelektriske ovner. På slutten av 1980-tallet hadde økonomisk utviklede land eliminert et stort antall små og mellomstore ordinære elektriske ovner under 50T, og de fleste av de nybygde elektriske ovner var ultrahøy effekt store elektriske ovner på 80-150T, og inngangseffekten ble økt til 800kW/t. På begynnelsen av 1990-tallet ble noen elektriske ovn med ultrahøy kraft økt ytterligere til 1000-1200kW/t. Grafittelektrodene som brukes i elektriske ovner med høy effekt og ultrahøykraft fungerer under strengere forhold. Når strømtettheten som går gjennom elektrodene øker betydelig, oppstår følgende problemer:

(1) Elektrodetemperaturen øker på grunn av motstandsvarme og varm luftstrøm, noe som øker den termiske ekspansjonen av elektroden og leddet, og oksidasjonsforbruket av elektroden øker også.

(2) Temperaturforskjellen mellom midten av elektroden og den ytre sirkelen til elektroden øker, og den termiske spenningen forårsaket av temperaturforskjellen øker også deretter, noe som gjør elektroden utsatt for sprekker og overflateskalling.

(3) Den elektromagnetiske kraften øker og forårsaker alvorlig vibrasjon. Under alvorlig vibrasjon øker sannsynligheten for at elektrodebruddet på grunn av løs tilkobling og frakobling. Derfor må de fysiske og mekaniske egenskapene til høykraft og ultra-høykraft-grafittelektroder være bedre enn for vanlige kraftgrafittelektroder, for eksempel lavere resistivitet, høyere volum tetthet og høyere mekanisk styrke, mindre termisk ekspansjonskoeffisient og god termisk sjokkmotstand. Tabell 1 viser den vanlige standardserien og matchende grafittelektrodediametre med tre forskjellige strømbue -stålproduksjonsovner på slutten av 1980 -tallet. For å imøtekomme behovene til stålfabrikker for å utvikle elektriske ovner med høy effekt og ultrahøyt kraft, har karbonfabrikker i Europa, USA og Japan hovedsakelig produsert to kvalitetsstandarder for grafittelektroder siden 1980-tallet, nemlig høykraft grafittelektroder og ultrahøy-kraft-grafittelektroder. Vanlige kraftgrafittelektroder produseres sjelden på grunn av deres lille salg.

Grafittelektroder for DC Arc -ovner DC Arc -ovner er en ny type elektrisk ovn stålproduksjonsutstyr som modnet på begynnelsen av 1980 -tallet. De tidlige DC -bueovnene ble modifisert på grunnlag av de originale ACC -ovnene. Noen brukte 3 grafittelektroder, og noen brukte 2 grafittelektroder. Imidlertid brukte de fleste av de nydesignede DC-bueovnene etter midten av 1980-tallet bare 1 grafittelektrode. Sammenlignet med AC -bueovnene med samme effekt ved bruk av 3 grafittelektroder, reduseres det totale overflatearealet til elektrodene som er oksidert ved høye temperaturer kraftig. For DC-bueovner som opererer med ultrahøy effekt, kan forbruket av grafittelektroder per tonn stål reduseres med omtrent 50%. Når strømmen til DC -bueovnen passerer gjennom elektroden, produseres ingen hudeffekt og nærhetseffekt. Strømmen er jevnt fordelt på tverrsnittet av elektroden. I tillegg har DC -buen god stabilitet, liten mekanisk vibrasjon under drift og lav støy fra den elektriske ovnen. Diameteren til grafittelektroden som brukes i en DC -bueovn, beregnes også basert på ovnkapasiteten og den tillatte strømtettheten til elektroden. For ultrahøye strømovner med samme inngangseffekt har en DC-ovn ved bruk av en grafittelektrode en større elektrodediameter. For eksempel bruker en AC-bueovn med en kapasitet på 150T en elektrode med en diameter på 600 mm, mens en DC-bueovn av samme kapasitet bruker en elektrode med en diameter på 700-750mm. Kvalitetskravene til DC Arc -ovnene for grafittelektroder er høyere enn de som brukes i ACC -ovner.