Короткий опис та класифікація графітових електродів

Відповідно до різниці в використаній сировині та фізичних та хімічних показників готових продуктів, графітові електроди поділяються на три різновиди: звичайні електроди графітові електроди (клас RP), графітові електроди високої потужності (клас HP) та надвисокі графітові електроди (клас UHP). Це пояснюється тим, що графітові електроди в основному використовуються як електропровідні матеріали в сталевих печах електричної дуги. У 1980-х роках міжнародна електрична сталева промисловість розподіла електричну дугову сталеву печі на три категорії відповідно до вхідної потужності трансформатора на тонну ємності печі: звичайні електричні печі (RP-печі), електричні печі з високою потужністю (печі HP). Вхідна потужність трансформатора звичайних електроенергетичних печей вище 20т на тонну ємності печі, як правило, становить близько 300 кВт/т; Електричні печі з високою потужністю становлять близько 400 кВт/т; Електричні печі нижче 40T мають вхідну потужність 500-600 кВт/т, електричні печі між 50-80T мають вхідну потужність 400-500 кВт/т, а електричні печі вище 100T мають вхідну потужність 350-450 кВт/т, які називаються ультра-високою потужністю електричних печей. До кінця 1980-х років економічно розвинені країни усунули велику кількість невеликих та середніх розмірів звичайних електроенергетичних печей нижче 50 т, і більшість новобраних електричних печей були надвисокими потужними великими електричними печами 80-150 т, а вхідна потужність була збільшена до 800 кВт/т. На початку 1990-х років деякі ультра-високі електроенергічні печі були додатково збільшені до 1000-1200 кВт/т. Графітові електроди, що використовуються у потужних та надвисоких електроенергічних печах, працюють в більш жорстких умовах. У міру того, як щільність струму, що проходить через електроди, значно збільшується, виникають такі проблеми:

(1) Температура електрода збільшується за рахунок тепла опору та потоку гарячого повітря, що збільшує теплове розширення електрода та суглоба, а також споживання окислення електрода також збільшується.

(2) Різниця температури між центром електрода та зовнішнім колом електрода збільшується, а тепловий напруження, спричинене різницею температури, також збільшується відповідно, що робить електрод схильним до тріщин і поверхневого лущення.

(3) Електромагнітна сила збільшується, викликаючи сильну вібрацію. При сильній вібрації ймовірність розриву електродів через слабке з'єднання та відключення збільшується. Тому фізичні та механічні властивості високопотужних та надвисоких графітових електродів повинні бути кращими, ніж у звичайних графітових електродів, таких як нижчий опір, більша щільність об'єму та більш висока механічна міцність, менший коефіцієнт теплового розширення та хороша стійкість до теплового удару. У таблиці 1 перераховані загальні стандартні серії та відповідні діаметри графітових електродів трьох різних сталевих печей з силовою дугою в кінці 1980 -х. Для задоволення потреб металургійних заводів для розробки електродійних печей з високою потужністю та надвисокою потужністю в Європі, Сполучених Штатах та Японії в основному виробляли два стандарти якості графітових електродів з 1980-х років, а саме Графітові електроди з високою потужністю та надвисокі графітові електроди. Звичайні графітові електроди рідко виробляються через їх невеликі продажі.

Графітові електроди для печей DC Arc печі DC Purpos - це новий тип обладнання для виготовлення електричної печі, яка дозріла на початку 1980 -х. Ранні дугові печі DC були модифіковані на основі оригінальних печейних печей змінного струму. Деякі використовували 3 графітові електроди, а деякі використовували 2 графітові електроди. Однак більшість нещодавно розроблених печей DC ARC після середини 1980-х використовували лише 1 графітовий електрод. Порівняно з печами AC ARC з однаковою потужністю, використовуючи 3 графітові електроди, загальна площа поверхні електродів, окислювана при високих температурах, значно знижується. Для печейних печей DC, що працюють при надвисокій потужності, споживання графітових електродів на тонну сталі може бути зменшено приблизно на 50%. Коли струм печі дуги постійного струму проходить через електрод, ефект шкіри та ефекту близькості не виробляються. Струм рівномірно розподіляється на поперечному перерізі електрода. Крім того, дуга постійного струму має хорошу стабільність, невелику механічну вібрацію під час роботи та низький шум електричної печі. Діаметр графітового електрода, що використовується в печі дуги постійного струму, також обчислюється на основі ємності печі та допустимої щільності струму електрода. Для ультра-високих електростанцій з однаковою вхідною живленням піч постійного струму, що використовує один графітовий електрод, має більший діаметр електрода. Наприклад, дугова піч змінного струму потужністю 150T використовує електрод діаметром 600 мм, тоді як піч дуги постійного струму однакової ємності використовує електрод діаметром 700-750 мм. Вимоги до якості печейних печей постійних струн для графітових електродів вище, ніж ті, що використовуються в печах AC Arc.