چگونه باید از الکترودهای کربن، الکترودهای گرافیتی و الکترودهای خودپخت به درستی در صنعت کوره های قوس الکتریکی استفاده کرد؟

نوع، عملکرد و استفاده از الکترود

نوع الکترود

الکترودهای کربنی را می توان بر اساس کاربرد و فرآیندهای ساخت به الکترودهای کربن، الکترودهای گرافیتی و الکترودهای خودپخت طبقه بندی کرد.

الکترود کربن از آنتراسیت کم خاکستر، کک متالورژیکی، کک پیچ و کک نفتی ساخته شده است. از نسبت و اندازه ذرات معینی تشکیل شده است. هنگام افزودن، آسفالت بایندر و قطران مخلوط می شوند و مخلوط به طور مساوی در دمای مناسب هم زده می شود. شکل گیری و در نهایت به آرامی در یک برشته کلسینه می شود. می توان به الکترودهای گرافیتی طبیعی، الکترودهای گرافیتی مصنوعی، الکترودهای کربن و الکترودهای کربن ویژه تقسیم کرد.

الکترود گرافیتی (گرافیت الکترود) از کک نفتی و کک پیچ به عنوان ماده خام ساخته می شود و سپس در کوره مقاومت الکتریکی گرافیتی شده با دمای 2273 تا 2773 کلوین قرار می گیرد و با گرافیت شدن به الکترود گرافیتی تبدیل می شود. الکترود گرافیت بیشتر به نوع زیر تقسیم می شود.

الکترود گرافیتی توان معمولی امکان استفاده از الکترودهای گرافیتی با چگالی جریان کمتر از 17 A/cm2 را می‌دهد و عمدتاً برای کوره‌های برقی معمولی مانند فولادسازی، پالایش سیلیکون و فسفر زرد استفاده می‌شود.

سطح الکترود گرافیتی با پوشش ضد اکسیداسیون با یک لایه محافظ (آنتی اکسیدان الکترود گرافیتی) پوشانده شده است که رسانا و مقاوم در برابر اکسیداسیون در دمای بالا است که باعث کاهش مصرف الکترود در طول فولادسازی (19٪ تا 50٪) و افزایش طول عمر می شود. الکترود (22% ~ 60%)، مصرف برق الکترود را کاهش می دهد.

الکترود گرافیتی پرقدرت امکان استفاده از الکترودهای گرافیتی با چگالی جریان 18 تا 25 A/cm2 را می دهد که عمدتاً در کوره های قوس الکتریکی با قدرت بالا برای فولادسازی استفاده می شود.

الکترودهای گرافیتی با قدرت فوق العاده بالا امکان استفاده از الکترودهای گرافیتی با چگالی جریان بیشتر از 25 A/cm2 را می دهند. عمدتاً در کوره های قوس الکتریکی تولید فولاد با قدرت فوق العاده بالا استفاده می شود.

الکترود خود پخت (الکترود خود پخت) با استفاده از آنتراسیت، کک، و قیر و قیر به عنوان مواد خام، ساخت خمیر الکترود در دمای معین، و سپس بارگیری خمیر الکترود در محفظه الکترودی که بر روی کوره الکتریکی نصب شده است (مانند شکل). در شکل 1)، در فرآیند تولید کوره الکتریکی، گرمای ژول تولید شده از عبور جریان الکتریکی و گرمای رسانایی در کوره ها خود پخته و کک شده هستند. چنین الکترودی را می توان به طور مداوم مورد استفاده قرار داد، و می تواند با اتصال لبه جانبی بلند تشکیل شود و می تواند به قطر بزرگ شلیک شود. الکترود خود پخت به دلیل فرآیند ساده و هزینه کم به طور گسترده ای برای تولید فروآلیاژ استفاده می شود.

شکل 1 نمودار شماتیک پوسته الکترود

1-پوسته الکترود؛ قطعه 2 دنده؛ زبان 3 مثلثی

عملکرد فنی اصلی الکترود

ماده الکترود باید دارای خواص فیزیکوشیمیایی زیر باشد:

هدایت بهتر است، مقاومت کوچکتر است، برای کاهش اتلاف انرژی الکتریکی، کاهش افت ولتاژ شبکه کوتاه و افزایش ولتاژ موثر برای افزایش قدرت حوضچه مذاب.

نقطه ذوب بالا است.

ضریب انبساط حرارتی کوچک است، هنگامی که دما به سرعت تغییر می کند، تغییر شکل دادن آن آسان نیست و استرس داخلی ناشی از تغییر دما نمی تواند ترک های ریز برای افزایش مقاومت ایجاد کند.

استحکام مکانیکی کافی در دماهای بالا داشته باشد.

ناخالصی ها کم است و ناخالصی ها را آلوده نمی کنند.

مشخصات فنی اصلی الکترود کربن، الکترود گرافیتی و الکترود خود پخت در جدول 1 و شکل های 2 و 3 نشان داده شده است.

جدول 1 عملکرد فنی الکترود

شکل 2 تغییر مقاومت الکترود کربن و الکترود گرافیت با دما

شکل 3 هدایت حرارتی الکترودهای کربن و گرافیت به عنوان تابعی از دما

انتخاب الکترودها در صنعت فروآلیاژ

الکترودهای خود پخت به طور گسترده ای در ذوب آلیاژ آهن، فرو سیلیس پالایش، آلیاژ کروم سیلیکون، آلیاژ سیلیکون منگنز، فرومنگنز با کربن بالا، فروکروم با کربن بالا، فرومنگنز کربن متوسط و کم، فروکروم متوسط و کم کربن، فروکروم با کربن متوسط و کم، آلیاژ سیلیکون سیلیکون، آلیرونیت کلسیم استفاده می شود. . الکترودهای خود پخت تمایل به افزایش تولید آلیاژها، تسمه های آهن به کربن و تولید آلیاژهای آهن و فلزات خالص با محتوای کربن بسیار کم دارند. اگر کربن فروکروم، سیلیکون صنعتی و فلز منگنز باید از الکترودهای کربن یا گرافیت استفاده شود.

电极的种类、性能及其用途

电极种类

碳质电极按其用途及制作工艺不同可分为碳素电极、石墨电极和自焙电极、石墨电极和自焙电极

碳素电极 (کربن الکترود)是以低灰分的无烟煤、冶金焦、沥青焦和石油焦为原料，按一定的比例和粒度组成.混合时加入黏结在青和焦油，在适当的温度下搅拌均匀后压制成形，最后在焙烧炉中缓慙烙炉中缓慧制得。可分为天然石墨电极、人造石墨电极、碳电极以及特种碳素电极

石墨电极(الکترود گرافیت)以石油焦和沥青焦为原料制成碳素电极，再放到温度为2273〜2773K的石墨化电阻炉中，经石墨化而制成石墨电极„石墨电极又又か石墨电极又又

普通功率石墨电极允许使用电流密度低于17A/cm2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。

抗氧化涂层石墨电极表面涂覆既能导电又耐高温氧化的保护层(石墨电极抗氧化剂)，降低炼钢时的电极消耗(19% تا 50%)،延长电极的使用寿命(22% تا 60%)،降低电极的电能消耗.

高功率石墨电极允许使用电流密度为18〜25A/ cm2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉.

超高功率石墨电极允许使用电流密度大于25A/ cm2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉.

自焙电极(selfbakingelectrode)用无烟煤、焦炭以及沥青和焦油为原料，在一定温度下制成电极糊，然后把电极糊装入已安装在电炉上的电极壳中(如图1所示)，在电炉生产过程中依靠电流通过时所产生的焦耳热和炉内传导热，自行烧结焦化。这种电极可连续使用，边使用边接长边给结成形，且可焙烧成大直径的。自焙电极不仅工艺简单，成本也低，因此被广泛用于铁合金生产。