อิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟต์ และอิเล็กโทรดอบตัวเองควรใช้อย่างถูกต้องในอุตสาหกรรมเตาหลอมอาร์คที่จมอยู่ใต้น้ำอย่างไร

ประเภท ประสิทธิภาพ และการใช้งานของอิเล็กโทรด

ประเภทอิเล็กโทรด

อิเล็กโทรดคาร์บอนสามารถแบ่งได้เป็นอิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟท์ และอิเล็กโทรดอบตัวเองตามการใช้งานและกระบวนการผลิต

อิเล็กโทรดคาร์บอนทำจากแอนทราไซต์ที่มีเถ้าต่ำ โค้กโลหะ พิทช์โค้ก และโค้กปิโตรเลียม ประกอบด้วยสัดส่วนและขนาดอนุภาคที่แน่นอน เมื่อเติม แอสฟัลต์สารยึดเกาะและน้ำมันดินจะผสมกัน และผสมให้เข้ากันที่อุณหภูมิที่เหมาะสม ก่อตัวและค่อยๆ เผาในเครื่องคั่วอย่างช้าๆ สามารถแบ่งออกเป็นอิเล็กโทรดกราไฟท์ธรรมชาติ อิเล็กโทรดกราไฟท์เทียม อิเล็กโทรดคาร์บอน และอิเล็กโทรดคาร์บอนพิเศษ

อิเล็กโทรดกราไฟท์ (แกรไฟต์อิเล็กโทรด) ทำจากปิโตรเลียมโค้กและพิทช์โค้กเป็นวัตถุดิบ จากนั้นนำไปใส่ในเตาต้านทานไฟฟ้าแบบกราไฟต์ที่มีอุณหภูมิ 2273~2773K และกลายเป็นอิเล็กโทรดกราไฟท์โดยการสร้างกราฟไฟท์ อิเล็กโทรดกราไฟท์ยังแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้

อิเล็กโทรดกราไฟท์กำลังธรรมดาช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟท์ที่มีความหนาแน่นกระแสน้อยกว่า 17 A/cm2 และส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเตาไฟฟ้ากำลังธรรมดา เช่น การทำเหล็ก การกลั่นซิลิกอน และฟอสฟอรัสที่เป็นสีเหลือง

พื้นผิวของอิเล็กโทรดกราไฟท์เคลือบสารป้องกันการเกิดออกซิเดชันเคลือบด้วยชั้นป้องกัน (สารต้านอนุมูลอิสระของกราไฟท์อิเล็กโทรด) ซึ่งเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจะช่วยลดการใช้อิเล็กโทรดในระหว่างการผลิตเหล็ก (19% ~ 50%) และยืดอายุการใช้งาน ของอิเล็กโทรด (22% ~ 60%) ช่วยลดการใช้พลังงานของอิเล็กโทรด

อิเล็กโทรดกราไฟท์กำลังสูงช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟท์ที่มีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 18 ถึง 25 A/cm2 ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในเตาอาร์กไฟฟ้ากำลังสูงสำหรับการผลิตเหล็ก

อิเล็กโทรดกราไฟท์กำลังสูงพิเศษช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟท์ที่มีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้ามากกว่า 25 A/cm2 ได้ ส่วนใหญ่ใช้ในเตาอาร์คไฟฟ้าสำหรับการผลิตเหล็กที่มีกำลังสูงเป็นพิเศษ

อิเล็กโทรดอบตัวเอง (อิเล็กโทรดอบตัวเอง) โดยใช้แอนทราไซต์ โค้ก น้ำมันดิน และน้ำมันดินเป็นวัตถุดิบ ทำการแปะอิเล็กโทรดที่อุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นจึงโหลดอิเล็กโทรดแปะลงในกล่องอิเล็กโทรดที่ติดตั้งบนเตาไฟฟ้า (ดังภาพ) ในรูปที่ 1) ในกระบวนการผลิตเตาไฟฟ้า ความร้อนของจูลที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าและความร้อนจากการนำความร้อนในเตาเผาจะถูกเผาด้วยตัวเองและเผาด้วยถ่านโค้ก อิเล็กโทรดดังกล่าวสามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องและสามารถเกิดขึ้นได้โดยการต่อขอบด้านยาวและสามารถยิงเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ได้ อิเล็กโทรดอบตัวเองถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตโลหะผสมเฟอร์โรอัลลอย เนื่องจากมีกระบวนการที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ

รูปที่ 1 แผนผังของเปลือกอิเล็กโทรด

เปลือก 1 อิเล็กโทรด; ซี่โครง 2 ชิ้น; ลิ้น 3 สามเหลี่ยม

ประสิทธิภาพทางเทคนิคหลักของอิเล็กโทรด

วัสดุอิเล็กโทรดควรมีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพดังต่อไปนี้:

ค่าการนำไฟฟ้าจะดีกว่า ความต้านทานน้อยกว่า เพื่อลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้า ลดแรงดันไฟฟ้าตกของตาข่ายสั้น และเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มพลังของสระหลอมเหลว

จุดหลอมเหลวสูง

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมีขนาดเล็ก เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว มันไม่ง่ายที่จะเปลี่ยนรูป และความเครียดภายในที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิไม่สามารถสร้างรอยแตกที่ดีเพื่อเพิ่มความต้านทาน

มีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอที่อุณหภูมิสูง

สิ่งเจือปนมีน้อยและสิ่งเจือปนไม่ปนเปื้อนในการหลอม

คุณสมบัติทางเทคนิคหลักของอิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟท์ และอิเล็กโทรดอบตัวเองแสดงไว้ในตารางที่ 1 และรูปที่ 2 และ 3

ตารางที่ 1 ประสิทธิภาพทางเทคนิคของอิเล็กโทรด

รูปที่ 2 การเปลี่ยนแปลงความต้านทานของอิเล็กโทรดคาร์บอนและอิเล็กโทรดกราไฟท์ตามอุณหภูมิ

รูปที่ 3 การนำความร้อนของอิเล็กโทรดคาร์บอนและกราไฟท์โดยพิจารณาจากอุณหภูมิ

การเลือกอิเล็กโทรดในอุตสาหกรรมเฟอร์โรอัลลอย

อิเล็กโทรดแบบอบตัวเองถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการถลุงโลหะผสมเหล็ก, การกลั่นเฟอร์โรซิลิกอน, โลหะผสมซิลิกอนโครเมียม, โลหะผสมแมงกานีสซิลิคอน, เฟอร์โรแมงกานีสคาร์บอนสูง, เฟอร์โรโครมคาร์บอนสูง, เฟอร์โรแมงกานีสคาร์บอนปานกลางและต่ำ, เฟอร์โรโครมคาร์บอนปานกลางและต่ำ, โลหะผสมแคลเซียมซิลิกอน, เหล็กทังสเตน . อิเล็กโทรดอบตัวเองมีแนวโน้มที่จะเพิ่มการผลิตโลหะผสม แถบเหล็กให้เป็นคาร์บอน และผลิตโลหะผสมเหล็กและโลหะบริสุทธิ์ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำมาก หากควรใช้คาร์บอนเฟอโรโครม ซิลิคอนอุตสาหกรรม และโลหะแมงกานีส ควรใช้อิเล็กโทรดคาร์บอนหรือกราไฟท์

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三种。

碳素电极(คาร์บอนอิเล็กโทรด)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.混合时加入黏结剂沥青和焦油，在适当的温度下搅拌均匀后压制成形，最后在焙烧炉中缓慢焙烧制得。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四类。

石墨电极(graphiteelectrode)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„石墨电极又分为以下几种。

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เลดี้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%〜50%),延长电极的使用寿命(22%〜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image1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。