Kaj je grafitna elektroda
Grafitna elektroda je prevodni steber, ki prenaša tok od nosilcev elektrod v elektroobločni peči navzdol do obloka pri odpadku ali talini. Proizveden je iz žganega naftnega koksa ali iglanega koksa, pomešan s smolo iz premogovega katrana kot vezivom in z recikliranim grafitom, nato oblikovan z ekstruzijo ali vibracijskim ulivanjem, pečen, impregniran s smolo, ponovno -pečen in končno grafitiziran pri temperaturah nad 2500 stopinj.
Ker se konica nenehno porablja, mora material dobro prevajati elektriko, preživeti hitro segrevanje in ohlajanje, biti odporen proti oksidaciji in mora biti še vedno obdelan v natančne stožčaste spoje. Te storitvene zahteve so izvor spodaj opisanih osnovnih značilnosti.
Ključne značilnosti grafitnih elektrod
Visoka električna prevodnost
Grafit prevaja elektriko vzdolž svojih slojevitih kristalnih ravnin z zelo nizkim uporom. Za razrede ultra visoke moči (UHP) je upornost elektrode določena pod približno 6,3 μΩ·m, upornost priključka pa pod približno 5,5 μΩ·m. Nizka upornost zmanjša Joulovo segrevanje znotraj kolone, tako da večji delež izhodne moči transformatorja doseže oblok, namesto da bi se izgubil v sami elektrodi.
Visoka toplotna stabilnost
Grafit se pri običajnem tlaku v peči ne stopi, sublimira in ohrani uporabno trdnost pri temperaturah, ki so daleč nad zmehčiščem jekla. Zato se grafit uporablja kot material za elektrode in v visokotemperaturni procesni opremi. Koeficient toplotnega raztezanja telesa elektrode UHP je približno 1,5 × 10-6/ stopinjo med sobno temperaturo in 600 stopinj. Majhna ekspanzija omejuje notranjo napetost, ki nastane, ko je konica obloka belo vroča, medtem ko zgornji del stebra ostane sorazmerno hladen.
Kemijska stabilnost in odpornost proti oksidaciji
Večina kislin, alkalij in organskih topil ne napada grafita, številne staljene kovine in žlindre pa ga ne zmočijo. Pri uporabi je prevladujoča pot razgradnje oksidacija in ne kemično raztapljanje: grafit začne reagirati z zrakom nad približno 450 stopinjami in hitrost reakcije hitro narašča s temperaturo. Penjenje žlindre, nadzor izpostavljene dolžine nad linijo žlindre in anti{3}}obdelava površine elektrode zmanjšajo to izgubo.
Dobra obdelovalnost
V primerjavi s kovinami je grafit mehak in ga je mogoče stružiti, vrtati, rezkati in rezati s standardnimi orodji iz karbidne trdine. Konci elektrod in vtičnice konektorjev so strojno obdelani do nadzorovanega zožitve, tako da spoj učinkovito prenaša tok in ostane tesen med termičnim ciklom, poškodovano nit pa je pogosto mogoče ponovno -obdelati, namesto da bi jo zavrgli.
Vrednosti fizikalnega in kemijskega indeksa za UHP elektrode
Spodnja tabela povzema tipične mejne vrednosti specifikacij za grafitne elektrode ultra visoke moči glede na nazivni premer. Upornost, modul elastičnosti, toplotna razteznost in pepel so največje vrednosti; upogibna trdnost in nasipna gostota sta minimalni vrednosti, ki ju mora izdelek dosegati ali presegati.
| Postavka | 300~400 mm | 450~500 mm | 550~650 mm | 700~800 mm |
|---|---|---|---|---|
| Upornost, elektroda, μΩ·m, maks | 6.2 | 6.3 | 6.0 | 5.8 |
| Upornost, konektor, μΩ·m, maks | 5.3 | 5.3 | 4.5 | 4.3 |
| Upogibna trdnost, elektroda, MPa, min | 10.5 | 10.5 | 10.0 | 10.0 |
| Upogibna trdnost, konektor, MPa, min | 20.0 | 20.0 | 22.0 | 23.0 |
| Modul elastičnosti, elektroda, GPa, maks | 14.0 | 14.0 | 14.0 | 14.0 |
| Modul elastičnosti, konektor, GPa, maks | 20.0 | 20.0 | 22.0 | 22.0 |
| Nasipna gostota, elektroda, g/cm3, min | 1.67 | 1.66 | 1.66 | 1.68 |
| Nasipna gostota, konektor, g/cm3, min | 1.74 | 1.75 | 1.78 | 1.78 |
| Toplotna ekspanzija, elektroda, 20 ~ 600 stopinj, 10-6/ stopnja, maks | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| Toplotna ekspanzija, priključek, 20 ~ 600 stopinj, 10-6/ stopnja, maks | 1.4 | 1.4 | 1.3 | 1.3 |
| Pepel, %, maks | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
Iz teh številk sledita dve posledici. Prvič, večji premeri prenašajo večji tok, zato se specifikacija zaostri: upornost in elastični modul padeta, medtem ko se moč konektorja poveča. Drugič, vsebnost pepela se vzdržuje pri ali pod 0,5 % za vsako velikost, ker se nečistoče, ki tvorijo pepel, prenesejo v talino, ko se konica porabi in jih pozneje ni mogoče odstraniti.
Kako lastnosti medsebojno delujejo v storitvi
Prevodnost in nasipna gostota delujeta skupaj: gostejše telo ima manj odprtih por, zato je upor nižji in oksidacija ima manj notranje površine za napad.
Upogibna trdnost in modul elastičnosti morata biti uravnotežena. Zelo trda elektroda prenaša toplotni šok naravnost v spoj, zato je moč konektorja določena višje od trdnosti telesa.
Majhna toplotna razteznost ščiti navoj, ki je običajno najšibkejša točka skupnega sklopa.
Obdelovalnost določa, kako natančno sta konus in vtičnica odrezana in s tem, kako enakomerno si dve elektrodi delita tok na spoju.
Kaj morajo kupci preveriti pred naročilom
Razred: redna moč, visoka moč, super visoka moč ali ultra visoka moč, prilagojeno transformatorju peči in trenutnemu programu.
Premer in dolžina: usklajena z velikostjo držala in prostim delom peči, z merami stožca, navedenimi na risbi.
Certifikat o preskusu: upornost, upogibna trdnost, modul elastičnosti, nasipna gostota, toplotna razteznost in pepel, izmerjeni na vzorcih ohišja in konektorja.
Celovitost spoja: profil navoja, korak stožca in zaščitne kapice, nameščene za transport in skladiščenje.
Ravnanje in shranjevanje: elektrode naj bodo suhe, shranjujte jih na ravnem stojalu in se izogibajte udarcem, ker so poškodbe zaradi udarca pogosto nevidne, dokler spoj ne odpove.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Kakšna je razlika med grafitnimi elektrodami običajne moči in ultra visoko močjo?
Stopnje so opredeljene predvsem glede na gostoto toka, ki jo lahko nosi elektroda, in glede na to, kako tesne so meje upornosti, trdnosti in razteznosti. Razredi ultra visoke moči so izdelani iz iglanega koksa in so določeni z nižjo upornostjo, večjo trdnostjo priključka in nižjim pepelom za visokotokovne peči.
V: Zakaj je nasipna gostota pomembna za življenjsko dobo elektrode?
Gostota meri, koliko trdnega ogljika zavzema dano prostornino. Gostejša elektroda ima nižjo poroznost, zato počasneje oksidira, bolje se upira lomljenju in prenaša tok z manjšim notranjim segrevanjem, kar vse zmanjša porabo na tono jekla.
V: Kaj povzroča čezmerno porabo elektrod?
Glavni vzroki so poraba konice v obloku, stranska oksidacija nad linijo žlindre, pokanje zaradi termičnega šoka in odpoved spoja. Poraba se zmanjša s pravilno gostoto toka, prakso penjenja žlindre, krajšo izpostavljeno dolžino in ustreznim-navorom na spojih.
V: Kako izbrati premer elektrode?
Začnite z največjim sekundarnim tokom peči in dovoljeno gostoto toka za izbrano kakovost, nato potrdite, da izbrani premer ustreza nosilcu elektrode in strešni odprtini. Premajhne elektrode se pregrevajo, prevelike elektrode zapravljajo energijo in kapital.
V: Ali samo nizka upornost zagotavlja dobro delovanje?
Ne. Upornost je samo en indeks. Trdnost, modul elastičnosti, nasipna gostota, toplotna ekspanzija in pepel vplivajo na stopnjo lomljenja in porabo, uravnotežena specifikacija pa običajno deluje bolje kot ena zelo nizka vrednost upornosti.
V: Kako naj bodo grafitne elektrode shranjene pred uporabo?
Shranjujte jih v suhem, pokritem prostoru na ravni podpori, imejte zaščitne pokrovčke na navojih, izogibajte se zlaganju, ki obremenjuje spoje, in nikoli ne spuščajte ali vlecite elektrod, ker poškodbe zaradi udarcev niso vidne od zunaj.