Elettrodi di grafite
Gli elettrodi di grafite sono usati principalmente nei forni ad arco elettrico. Sono attualmente gli unici prodotti disponibili che hanno alti livelli di conduttività elettrica e la capacità di sostenere gli altissimi livelli di calore generati in EAF. Gli elettrodi di grafite sono usati anche per raffinare l'acciaio nei forni a siviera e in altri processi di fusione. Gli elettrodi di grafite sono divisi in 4 tipi: elettrodi di grafite RP, elettrodi di grafite HP, elettrodi di grafite SHP, elettrodi di grafite UHP.
La nostra fabbrica
NY TWO GLOBAL ha una forte presenza nel settore dei refrattari e degli abrasivi da dieci anni. Combinando fonti e un team di esperti ottimizzato, stiamo ampliando la nostra attività nei settori delle leghe, dei big bag e della vendita al dettaglio. Abbiamo due impianti BFA di proprietà al 100% e un impianto big bag. Investendo in altri impianti refrattari, miglioriamo la nostra posizione di produzione e controllo qualità a un prezzo migliore. Materie prime refrattarie e abrasive: allumina fusa marrone, allumina fusa bianca, allumina tabulare bianca, carburo di silicio nero, mullite fusa, bauxite, magnesia fusa, magnesia calcinata, allumina calcinata ecc. Lega: ferro manganese ad alto-medio-basso tenore di carbonio, ferro cromo ad alto tenore di carbonio, ferro cromo a basso tenore di carbonio, silico manganese, ferro silicio, silicio metallico, manganese metallico, fili animati, incoulant, ecc.
Perché sceglierci
Forza della fabbrica
NY TWO GLOBAL ha una forte presenza nel settore dei refrattari e degli abrasivi da dieci anni. Combinando fonti e un team di esperti ottimizzato, stiamo ampliando la nostra attività nei settori delle leghe, dei big bag e della vendita al dettaglio.
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Test e ispezioni dei dati in tempo reale per ogni fase della produzione da parte del nostro laboratorio.
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Cosa sono gli elettrodi di grafite
Gli elettrodi di grafite sono usati principalmente nei forni ad arco elettrico. Sono attualmente gli unici prodotti disponibili che hanno alti livelli di conduttività elettrica e la capacità di sostenere gli altissimi livelli di calore generati in EAF. Gli elettrodi di grafite sono usati anche per raffinare l'acciaio nei forni a siviera e in altri processi di fusione. Gli elettrodi di grafite sono divisi in 4 tipi: elettrodi di grafite RP, elettrodi di grafite HP, elettrodi di grafite SHP, elettrodi di grafite UHP.
Vantaggi degli elettrodi di grafite
La velocità di elaborazione è più veloce:In circostanze normali, la velocità di lavorazione della grafite può essere da 2 a 5 volte più veloce di quella del rame; e la velocità di lavorazione della scarica è da 2 a 3 volte più veloce di quella del rame.
Il materiale è più difficile da deformare:Evidenti vantaggi nella lavorazione di elettrodi a pareti sottili.
peso più leggero:La densità della grafite è pari solo a 1/5 di quella del rame, un elettrodo di grandi dimensioni per la lavorazione a scarica elettrica, in grado di ridurre efficacemente il carico della macchina utensile (EDM); più adatto per applicazioni con stampi di grandi dimensioni.
Tipi di elettrodi di grafite
Elettrodo in grafite UHP
È fatto di coke ad ago di alta qualità e trattato con grafitizzazione longitudinale (LWG). La temperatura di grafitizzazione può arrivare fino a 2800 gradi -3000 gradi. I prodotti finiti hanno una minore resistenza elettrica e dilatazione lineare, una buona resistenza agli shock termici e consentono una maggiore densità di corrente.
Elettrodo in grafite HP
Adotta coke di petrolio di qualità o coke aghiforme di bassa qualità come materia prima. Le sue proprietà fisiche e meccaniche sono superiori all'elettrodo di grafite RP, come una minore resistenza elettrica e consentendo una maggiore densità di corrente.
Elettrodo in grafite RP
Per la produzione si adotta il coke di petrolio di grado ordinario. Questo tipo di elettrodo di grafite è trattato con una bassa temperatura di grafitizzazione. La densità di corrente ammissibile è inferiore a quella dell'elettrodo di grafite HP. Gli elettrodi di grafite di potenza standard sono specificati con una densità di corrente ammissibile inferiore a 17 A/cm2.
Applicazione degli elettrodi di grafite
Per forno elettrico ad arco per la produzione di acciaio
La produzione di acciaio con forno elettrico è un grande utilizzatore di elettrodi di grafite. La produzione di acciaio con forno elettrico nel mio paese rappresenta circa il 18% della produzione di acciaio grezzo e gli elettrodi di grafite per la produzione di acciaio rappresentano il 70%-80% del consumo totale di elettrodi di grafite. La produzione di acciaio con forno elettrico utilizza elettrodi di grafite per introdurre corrente nel forno e utilizza la fonte di calore ad alta temperatura generata dall'arco tra la parte elettrica e la carica per la fusione.
Utilizzato per forni elettrici sommersi
Il forno elettrico sommerso è utilizzato principalmente per la produzione di silicio industriale e fosforo giallo. La sua caratteristica è che la parte inferiore dell'elettrodo conduttivo è sepolta nella carica per formare un arco nello strato di carica e l'energia termica dalla resistenza della carica stessa viene utilizzata per riscaldare la carica, il che richiede corrente I forni elettrici sommersi ad alta densità necessitano di elettrodi di grafite. Ad esempio, vengono consumati circa 100 kg di elettrodi di grafite per ogni tonnellata di silicio prodotta e circa 40 kg di elettrodi di grafite vengono consumati per ogni produzione di 1 tonnellata di fosforo giallo.
Per forno a resistenza
I forni di grafitizzazione per la produzione di prodotti in grafite, i forni di fusione per la fusione del vetro e i forni elettrici per la produzione di carburo di silicio sono tutti forni a resistenza. I materiali nel forno sono sia resistenze di riscaldamento che oggetti da riscaldare. In genere, gli elettrodi di grafite conduttivi sono incorporati all'estremità del forno a resistenza. Nella parete della testa del forno del pezzo, l'elettrodo di grafite qui utilizzato viene consumato in modo discontinuo.
Utilizzato per preparare prodotti di grafite di forma speciale
I grezzi degli elettrodi di grafite vengono anche utilizzati per la lavorazione in vari crogioli, stampi, barche ed elementi riscaldanti e altri prodotti in grafite di forma speciale. Ad esempio, nell'industria del vetro al quarzo, sono necessarie 10 t di grezzi di elettrodi di grafite per produrre 1 t di tubi fusi; sono necessarie 100 kg di grezzi di elettrodi di grafite per produrre 1 t di mattoni di quarzo.
Materie prime per la produzione di elettrodi di grafite
Coke di petrolio
Il coke di petrolio è un prodotto solido combustibile ottenuto dalla coking di residui di petrolio e asfalto di petrolio. Nero poroso, l'elemento principale è il carbonio, il contenuto di ceneri è molto basso, generalmente inferiore al 0.5%. Il coke di petrolio è un tipo di carbonio grafitizzato. Il coke di petrolio è ampiamente utilizzato nelle industrie chimiche e metallurgiche. È la principale materia prima per la produzione di prodotti di grafite artificiale e prodotti di carbonio per alluminio elettrolitico.
Coca-cola ad ago
Il coke ad ago è un tipo di coke di alta qualità con una consistenza fibrosa evidente, in particolare un basso coefficiente di dilatazione termica e una facile grafitizzazione. Quando il blocco di coke si rompe, può essere diviso in strisce sottili (il rapporto di aspetto è generalmente superiore a 1,75). La struttura fibrosa anisotropica può essere osservata al microscopio polarizzatore, quindi è chiamato coke ad ago. L'anisotropia delle proprietà fisiche e meccaniche del coke ad ago è molto evidente. Ha una buona conduttività e conduttività termica parallela all'asse lungo della particella. Il coefficiente di dilatazione termica è basso. Durante l'estrusione, l'asse lungo della maggior parte delle particelle è disposto nella direzione dell'estrusione.
Pece di catrame di carbone
La pece di catrame di carbone è uno dei principali prodotti della lavorazione profonda del catrame di carbone. È una miscela di vari idrocarburi. È un semisolido nero o solido con elevata viscosità a temperatura ambiente. Non ha un punto di fusione fisso. Si ammorbidisce dopo il riscaldamento e poi si fonde. La sua densità è 1.25-1.35g/cm3. In base al suo punto di rammollimento, può essere suddiviso in tre tipi: asfalto a bassa temperatura, a media temperatura e ad alta temperatura. La resa dell'asfalto a media temperatura è del 54-56% di catrame di carbone. La pece di catrame di carbone è utilizzata come legante e agente impregnante nell'industria del carbonio. Le sue prestazioni hanno una grande influenza sul processo di produzione e sulla qualità dei prodotti di carbonio. L'asfalto legante è generalmente modificato a media temperatura o a media temperatura con punto di rammollimento moderato, alto valore di coking e alta resina beta.
Come scegliere gli elettrodi di grafite
Il diametro medio delle particelle del materiale influenza direttamente le condizioni di scarica del materiale. Più piccola è la particella media, più uniforme è la scarica, più stabile è la condizione di scarica e migliore è la qualità della superficie. Per stampi di forgiatura e pressofusione con bassi requisiti di superficie e precisione, di solito si consiglia di utilizzare materiali con particelle più grossolane, come ISEM-3. Per stampi elettronici con elevati requisiti di superficie e precisione, si consigliano materiali con dimensioni medie delle particelle inferiori a 4 m per garantire la precisione e la finitura superficiale degli stampi da elaborare. Più piccola è la particella media, minore sarà la perdita e maggiore sarà la forza tra i gruppi ionici.
La resistenza alla flessione è un riflesso diretto della resistenza del materiale, che indica la tenuta della struttura interna. Il materiale con elevata resistenza ha una migliore resistenza alla scarica. Per l'elettrodo con elevata precisione, il materiale con migliore resistenza dovrebbe essere selezionato il più possibile.
Nella comprensione subconscia della grafite, la grafite è generalmente considerata un materiale relativamente morbido. Tuttavia, i dati di prova effettivi e l'applicazione mostrano che la durezza della grafite è superiore a quella dei materiali metallici. Nell'industria della grafite speciale, lo standard generale del test di durezza è il metodo di prova di durezza Shaw, il principio del test è diverso dal principio del test del metallo. Grazie alla struttura a strati della grafite, ha una prestazione di taglio molto superiore nel processo di taglio. La forza di taglio è solo circa 1/3 del materiale in rame e la superficie lavorata è facile da trattare.
Secondo le statistiche caratteristiche, se le particelle medie sono le stesse, la velocità di scarica con elevata resistività sarà più lenta di quella con bassa resistività. Per materiali con la stessa dimensione media delle particelle, la resistenza e la durezza dei materiali con bassa resistività saranno corrispondentemente leggermente inferiori a quelli con elevata resistività. Vale a dire, la velocità di scarica, la perdita saranno diverse. Pertanto, è molto importante selezionare i materiali in base alle esigenze dell'applicazione pratica. A causa della particolarità della metallurgia delle polveri, ogni parametro di ogni lotto di materiale ha il suo valore rappresentativo e ha un certo intervallo di fluttuazione.
Processo di elettrodi di grafite
Materie prime
Il coke di petrolio è la materia prima più importante e si forma in un'ampia gamma di strutture, dal coke ad ago altamente anisotropico al coke fluido quasi isotropico. Il coke ad ago altamente anisotropico, grazie alla sua struttura, è indispensabile per la fabbricazione di elettrodi ad alte prestazioni utilizzati nei forni ad arco elettrico, dove è richiesto un grado molto elevato di capacità di carico elettrico, meccanico e termico. Il coke di petrolio è prodotto quasi esclusivamente dal processo di coking ritardato, che è una procedura di carbonizzazione lenta e delicata dei residui di distillazione del petrolio greggio.
Miscelazione ed estrusione
Il coke macinato viene miscelato con pece di catrame di carbone e alcuni additivi per formare una pasta uniforme. Questa viene portata nel cilindro di estrusione. In una prima fase l'aria deve essere rimossa tramite pre-pressatura. Segue poi la fase di estrusione vera e propria in cui la miscela viene estrusa per formare un elettrodo del diametro e della lunghezza desiderati. Per consentire la miscelazione e in particolare il processo di estrusione (vedere l'immagine a destra), la miscela deve essere viscosa. Ciò si ottiene mantenendola a una temperatura elevata di circa 120 gradi (a seconda della pece) durante l'intero processo di produzione verde. Questa forma di base con forma cilindrica è nota come "elettrodo verde".
Cottura al forno
Qui le barre estruse vengono posizionate in contenitori cilindrici in acciaio inossidabile (sagger). Per evitare la deformazione degli elettrodi durante il processo di riscaldamento, i sagger vengono anche riempiti con una copertura protettiva di sabbia. I sagger vengono caricati su piattaforme di vagoni ferroviari (fondi di vagoni) e fatti rotolare in forni alimentati a gas naturale. Qui gli elettrodi vengono posizionati in una cavità nascosta in pietra sul fondo della sala di produzione. Questa cavità fa parte di un sistema ad anello di oltre 10 camere. Le camere sono collegate tra loro con un sistema di circolazione dell'aria calda per risparmiare energia.
Impregnazione
Gli elettrodi cotti vengono impregnati con una pece speciale (pece liquida a 200 gradi) per conferire loro la maggiore densità, resistenza meccanica e conduttività elettrica necessarie per resistere alle difficili condizioni operative all'interno dei forni.
Ri-cottura
Un secondo ciclo di cottura, o "rebake", è necessario per carbonizzare l'impregnazione di pece e per eliminare eventuali sostanze volatili rimanenti. La temperatura di rebake raggiunge quasi 750 gradi. In questa fase gli elettrodi possono raggiungere una densità di circa 1,67 – 1,74 kg/dm3.
Grafitizzazione
Il passaggio finale nella produzione di grafite è una conversione del carbonio cotto in grafite, chiamata grafitizzazione. Durante il processo di grafitizzazione, il carbonio più o meno preordinato (carbonio turbostratico) viene convertito in una struttura di grafite ordinata tridimensionalmente.
Lavorazione meccanica
Gli elettrodi di grafite (dopo il raffreddamento) vengono lavorati a macchina con dimensioni e tolleranze esatte. Questa fase può anche includere la lavorazione e il montaggio delle estremità (prese) degli elettrodi con un sistema di giunzione a perno (nipplo) in grafite filettato.
Come mantenere gli elettrodi di grafite
Selezione dei materiali: il fondamento della resistenza all'ossidazione
La scelta di materiali in grafite di alta qualità con un'eccellente resistenza all'ossidazione è fondamentale. Cerca parole chiave come "elevata purezza", "basso contenuto di impurità" e "struttura a grana fine" quando selezioni gli elettrodi in grafite. Questi attributi assicurano una maggiore resistenza all'ossidazione e una durata prolungata dell'elettrodo.
Rivestimenti superficiali: protezione contro l'ossidazione
L'applicazione di rivestimenti protettivi sugli elettrodi di grafite crea una barriera fisica, impedendo il contatto diretto con l'ossigeno e altre sostanze reattive. Si consideri l'utilizzo di rivestimenti avanzati come carburo di silicio, grafite legata con resina o rivestimenti antiossidanti. Questi rivestimenti agiscono come uno scudo, riducendo l'ossidazione e favorendo una maggiore durata dell'elettrodo.
Manipolazione e conservazione corrette: preservare l'integrità
Le corrette pratiche di movimentazione e stoccaggio sono essenziali per prevenire l'ossidazione prematura. Assicurarsi che gli elettrodi di grafite siano conservati in un ambiente controllato con livelli di umidità controllati. Evitare l'esposizione a umidità, temperature estreme e sostanze corrosive. Implementare rigidi protocolli per il trasporto, evitando qualsiasi potenziale danno o contaminazione che potrebbe accelerare l'ossidazione.
Parametri operativi ottimizzati: mitigazione dei rischi di ossidazione
La messa a punto dei parametri operativi può ridurre significativamente i rischi di ossidazione. Mantenere condizioni operative stabili come densità di corrente dell'elettrodo, potenza in ingresso e parametri di processo. Evitare fluttuazioni di potenza non necessarie, sovraccarichi o improvvisi cambiamenti di tensione, che possono generare calore eccessivo e accelerare l'ossidazione dell'elettrodo.
Manutenzione e ispezione regolari: cura proattiva
L'implementazione di un regime di manutenzione e ispezione proattivo è essenziale per identificare i primi segnali di ossidazione e adottare le misure preventive necessarie. Monitorare regolarmente le prestazioni degli elettrodi, tra cui condizioni della superficie, dimensioni e resistenza elettrica. Pianificare la pulizia e il ricondizionamento periodici per rimuovere le impurità superficiali e prolungare la durata degli elettrodi.
Collaborazione con gli esperti: accesso a conoscenze specialistiche
Collabora con fornitori esperti ed esperti del settore che possiedono una conoscenza approfondita degli elettrodi in grafite. Chiedi loro consiglio sulla selezione dei materiali, sulle opzioni di rivestimento, sulle tecniche di manutenzione e sulle best practice per prevenire l'ossidazione. La loro competenza può aiutarti a ottimizzare le tue operazioni e a ridurre al minimo le sfide legate all'ossidazione.
Precauzioni per l'uso degli elettrodi di grafite
Mantenere asciutto
I materiali in grafite devono mantenere un buon grado di secchezza durante l'uso. Pertanto, quando si utilizza questo tipo di elettrodo, è necessario prima verificare se la superficie è asciutta. Se c'è umidità, non può essere utilizzato, ma è necessario uno speciale processo di deumidificazione per rendere la grafite Può essere utilizzata di nuovo dopo che è asciutta.
Come pulire
I prodotti in generale per elettrodi in grafite non sembrano prestare troppa attenzione alla pulizia, mentre gli elettrodi in grafite sono diversi. Devono essere puliti per evitare acqua e olio. In genere, l'aria compressa viene utilizzata per la pulizia nell'ambiente di utilizzo, in modo da ottenere un effetto di pulizia molto buono senza inquinare l'elettrodo.
Appendere e posizionare
Nell'uso di elettrodi di grafite, è spesso necessario sollevarli e assemblarli e, durante il sollevamento, prestare attenzione a sollevare la parte centrale dell'elettrodo, quindi abbassare la testa e posizionarla con un cuscino morbido. In questo modo, l'intero elettrodo può essere protetto da vibrazioni e danni e può essere eseguita la successiva installazione.
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Domande frequenti
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