Kas yra grafito elektrodas
Grafito elektrodas yra laidus stulpelis, kuris teka srovę iš elektros lanko krosnies elektrodų laikiklių į lanką prie laužo arba lydalo. Jis gaminamas iš deginto naftos kokso arba adatinio kokso, sumaišyto su akmens anglių deguto pikiu, kaip rišikliu, ir su perdirbtu grafitu, tada formuojamas ekstruzijos arba vibracijos formavimo būdu, kepamas, impregnuojamas, pakartotinai iškepamas ir galiausiai grafituojamas aukštesnėje nei 2500 laipsnių temperatūroje.
Kadangi antgalis sunaudojamas nuolat, medžiaga turi gerai praleisti elektrą, atlaikyti greitą kaitinimą ir aušinimą, atspari oksidacijai ir vis tiek apdirbama tiksliomis kūginėmis jungtimis. Šie paslaugų reikalavimai yra toliau aprašytų pagrindinių charakteristikų kilmė.
Pagrindinės grafito elektrodų charakteristikos
Didelis elektros laidumas
Grafitas praleidžia elektrą išilgai savo sluoksniuotų kristalų plokštumų su labai maža varža. Itin didelės galios (UHP) klasėms elektrodo savitoji varža nurodyta mažesnė nei maždaug 6,3 μΩ·m, o jungties varža mažesnė nei apie 5,5 μΩ·m. Maža varža sumažina Džaulio įkaitimą kolonėlės viduje, todėl didesnė transformatoriaus išėjimo dalis pasiekia lanką, o ne prarandama pačiame elektrode.
Aukštas terminis stabilumas
Grafitas netirpsta esant normaliam krosnies slėgiui, jis sublimuojasi ir išlaiko naudingą stiprumą, kai temperatūra yra daug aukštesnė už plieno minkštėjimo tašką. Štai kodėl grafitas naudojamas ir kaip elektrodų medžiaga, ir aukštos temperatūros proceso įrangoje. UHP elektrodo korpuso šiluminio plėtimosi koeficientas yra apie 1,5 × 10-6/ laipsnis nuo kambario temperatūros iki 600 laipsnių. Mažas plėtimasis riboja vidinį įtempį, susidarantį, kai lanko galas yra baltai karštas, o viršutinė kolonėlės dalis išlieka palyginti vėsi.
Cheminis stabilumas ir atsparumas oksidacijai
Grafito nepuola dauguma rūgščių, šarmų ir organinių tirpiklių, o daugelis išlydytų metalų ir šlakų jo nesudrėkina. Eksploatacijos metu dominuojantis skilimo būdas yra oksidacija, o ne cheminis tirpimas: grafitas pradeda reaguoti su oru, kurio temperatūra viršija maždaug 450 laipsnių, o reakcijos greitis greitai didėja didėjant temperatūrai. Šlako putojimas, atviro ilgio virš šlako linijos kontrolė ir elektrodo paviršiaus antioksidacinis apdorojimas sumažina šiuos nuostolius.
Geras apdirbamumas
Palyginti su metalais, grafitas yra minkštas, jį galima sukti, gręžti, frezuoti ir įsriegti standartiniais karbido įrankiais. Elektrodų galai ir jungčių lizdai apdirbami iki kontroliuojamo kūgio, kad jungtis efektyviai perneštų srovę ir išliktų sandari dėl šiluminio ciklo, o pažeistą sriegį dažnai galima apdirbti iš naujo, o ne išmesti.
UHP elektrodų fizinės ir cheminės indekso vertės
Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinamos tipinės itin didelės galios grafito elektrodų specifikacijų ribos pagal vardinį skersmenį. Atsparumas, tamprumo modulis, šiluminis plėtimasis ir pelenai yra didžiausios vertės; lenkimo stipris ir tūrinis tankis yra mažiausios vertės, kurias gaminys turi atitikti arba viršyti.
| Prekė | 300-400 mm | 450-500 mm | 550 ~ 650 mm | 700-800 mm |
|---|---|---|---|---|
| Savitoji varža, elektrodas, μΩ·m, maks | 6.2 | 6.3 | 6.0 | 5.8 |
| Savitoji varža, jungtis, μΩ·m, maks | 5.3 | 5.3 | 4.5 | 4.3 |
| Lenkimo stipris, elektrodas, MPa, min | 10.5 | 10.5 | 10.0 | 10.0 |
| Lenkimo stipris, jungtis, MPa, min | 20.0 | 20.0 | 22.0 | 23.0 |
| Tamprumo modulis, elektrodas, GPa, maks | 14.0 | 14.0 | 14.0 | 14.0 |
| Tamprumo modulis, jungtis, GPa, maks | 20.0 | 20.0 | 22.0 | 22.0 |
| Tūrinis tankis, elektrodas, g/cm3, min | 1.67 | 1.66 | 1.66 | 1.68 |
| Tūrinis tankis, jungtis, g/cm3, min | 1.74 | 1.75 | 1.78 | 1.78 |
| Šiluminis plėtimasis, elektrodas, 20–600 laipsnių, 10-6/ laipsnis, maks | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| Šiluminis plėtimasis, jungtis, 20 ~ 600 laipsnių, 10-6/ laipsnis, maks | 1.4 | 1.4 | 1.3 | 1.3 |
| Pelenai, %, maks | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
Iš šių skaičių išplaukia dvi pasekmės. Pirma, didesni skersmenys turi didesnę srovę, todėl specifikacijos sugriežtėja: varža ir tamprumo modulis mažėja, o jungties stiprumas didėja. Antra, pelenų kiekis yra 0,5 % arba mažesnis kiekvienam dydžiui, nes pelenus sudarančios priemaišos patenka į lydalą, kai antgalis sunaudojamas ir vėliau jų negalima pašalinti.
Kaip savybės sąveikauja teikiant paslaugas
Laidumas ir tūrinis tankis veikia kartu: tankesnis kūnas turi mažiau atvirų porų, todėl varža mažesnė, o oksidacija turi mažiau vidinio paviršiaus.
Lenkimo stipris ir tamprumo modulis turi būti subalansuoti. Labai standus elektrodas perduoda šiluminį smūgį tiesiai į jungtį, todėl jungties stiprumas nurodomas didesnis nei korpuso stiprumas.
Mažas šiluminis plėtimasis apsaugo sriegį, kuris paprastai yra silpniausia jungties mazgo vieta.
Apdirbamumas lemia, kaip tiksliai nupjauti kūginiai ir lizdai, taigi, kaip tolygiai du elektrodai paskirsto srovę jungtyje.
Ką pirkėjai turėtų patikrinti prieš užsakydami
Klasė: įprastos galios, didelės galios, itin didelės galios arba itin didelės galios, suderinta su krosnies transformatoriumi ir esama programa.
Skersmuo ir ilgis: priderinti prie laikiklio dydžio ir krosnies antvandeninio borto, brėžinyje nurodyti kūgio matmenys.
Bandymo sertifikatas: varža, atsparumas lenkimui, tamprumo modulis, tūrinis tankis, šiluminis plėtimasis ir pelenai, išmatuoti tiek korpuso, tiek jungties pavyzdžiuose.
Jungties vientisumas: sriegio profilis, kūginis žingsnis ir apsauginiai dangteliai, pritaikyti transportavimui ir sandėliavimui.
Naudojimas ir laikymas: laikykite elektrodus sausus, laikykite juos ant lygaus stovo ir venkite smūgio, nes smūgio pažeidimai dažnai nematomi, kol jungtis sugenda.
Dažnai užduodami klausimai
K: Kuo skiriasi įprastos galios ir itin didelės galios grafito elektrodai?
Klasės daugiausia apibrėžiamos pagal srovės tankį, kurį gali išlaikyti elektrodas, ir pagal tai, kaip griežta varža, stiprumas ir plėtimosi ribos. Itin didelės galios klasės gaminamos iš adatinio kokso ir pasižymi mažesne varža, didesniu jungties stiprumu ir mažesniu pelenų kiekiu didelės srovės krosnyse.
Kl .: Kodėl elektrodo eksploatavimo trukmei svarbus tūrinis tankis?
Tankis matuoja, kiek kietosios anglies užima tam tikrame tūryje. Tankesnis elektrodas turi mažesnį poringumą, todėl jis oksiduojasi lėčiau, geriau atsparus skilimui ir teka srovę su mažesniu vidiniu šildymu, o tai sumažina sunaudojimą vienai tonai plieno.
Kl .: Kas sukelia pernelyg didelį elektrodų suvartojimą?
Pagrindinės priežastys yra antgalio sąnaudos lanke, šoninė oksidacija virš šlako linijos, terminio smūgio įtrūkimai ir jungties gedimas. Sąnaudas sumažina tinkamas srovės tankis, šlako putojimo praktika, trumpesnis ekspozicijos ilgis ir tinkamas{1}}sujungimų sukimo momentas.
Kl .: Kaip pasirinkti elektrodo skersmenį?
Pradėkite nuo didžiausios antrinės krosnies srovės ir leistino pasirinktai klasei srovės tankio, tada patvirtinkite, kad pasirinktas skersmuo tinka elektrodo laikikliui ir stogo angai. Nedideli elektrodai perkaista, per dideli elektrodai eikvoja energiją ir kapitalą.
K: Ar vien tik maža varža garantuoja gerą našumą?
Ne. Atsparumas yra tik vienas rodiklis. Stiprumas, tamprumo modulis, tūrinis tankis, šiluminis plėtimasis ir pelenai turi įtakos lūžimo greičiui ir sąnaudoms, o subalansuotos specifikacijos paprastai veikia geriau nei viena labai maža varža.
K: Kaip grafito elektrodus reikia laikyti prieš naudojant?
Laikykite juos sausoje, uždengtoje vietoje ant lygios atramos, laikykite apsauginius dangtelius ant sriegių, venkite sukrauti, nes jie apkrauna jungtis, ir niekada nenumeskite ir nevilkite elektrodų, nes smūgio pažeidimai iš išorės nesimato.