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石墨電極的簡述及分類
點擊次數(shù):5523 更新時間:2018-02-28

石墨電極的簡述及分類

 根據(jù)所用原料的不同和成品物理化學(xué)指標(biāo)的區(qū)別,石墨電極分為普通功率石墨電極(RP級),高功率石墨電極(HP級)和超高功率石墨電極(UHP級)3個品種。這是因為石墨電極主要供電弧煉鋼爐作為導(dǎo)電材料使用,20世紀(jì)80年代電爐煉鋼工業(yè)把電弧煉鋼爐按每噸爐容量的變壓器輸入功率大小分為3類:普通功率電爐(RP爐)、高功率電爐(HP爐)和超高功率電爐(UHP爐)。20t以上的普通功率電爐每噸爐容量的變壓器輸入功率一般為300kW/t左右;高功率電爐為400kW/t左右;把40t以下的電爐輸入功率500~600kW/t、50~80t的電爐輸入功率400~500kW/t、100t以上的電爐輸入功率350~450kW/t稱為超高功率電爐。到了20世紀(jì)80年代末,經(jīng)濟發(fā)達國家大量淘汰50t以下的中小型普通功率電爐,新建的電爐多數(shù)是80~150t的超高功率大電爐,并將輸入的電功率提高到800kW/t,90年代初期一部分超高功率電爐又進一步提高到1000~1200kW/t。高功率和超高功率電爐使用的石墨電極在更加苛刻的條件下運行,由于通過電極的電流密度明顯增大,結(jié)果產(chǎn)生下列問題:

(1)因電阻熱和熾熱氣流導(dǎo)致電極溫度升高,使得電極及接頭的熱膨脹量都增加了,同時電極的氧化消耗也提高了。

(2)電極中心部位和電極外圓的溫度差增大了,由溫度差引起的熱應(yīng)力也相應(yīng)提高,電極容易產(chǎn)生裂紋和表面剝落。

(3)增大了電磁作用力,引起劇烈的振動,在劇烈振動下,電極因連接松動、脫扣而導(dǎo)致折斷的幾率增多了。因此高功率和超高功率石墨電極的物理機械性能必須優(yōu)于普通功率石墨電極,如電阻率較低,體積密度較大及機械強度較高,熱膨脹系數(shù)要小,有良好的抗熱震性能。表1列出了20世紀(jì)80年代末期3種不同功率電弧煉鋼爐的通用標(biāo)準(zhǔn)系列和配用的石墨電極直徑。為了適應(yīng)煉鋼廠大量發(fā)展高功率及超高功率電爐的需要,80年代起歐美、日本的炭素廠主要生產(chǎn)兩種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的石墨電極,即高功率石墨電極和超高功率石墨電極,普通功率石墨電極因銷路不大而很少生產(chǎn)。

直流電弧爐用石墨電極 直流電弧爐是20世紀(jì)80年代初發(fā)展成熟的新型電爐煉鋼設(shè)備,初期的直流電弧爐是在原來的交流電弧爐基礎(chǔ)上改造而成,有的使用3根石墨電極,有的使用2根石墨電極,但80年代中期以后新設(shè)計的直流電弧爐多數(shù)只用1根石墨電極,與相同功率使用3根石墨電極的交流電弧爐相比,在高溫下受到氧化的電極總表面積大大減少,同樣以超高功率運行的直流電弧爐,每噸鋼的石墨電極的消耗可以降低50%左右,直流電弧爐電流通過電極時不產(chǎn)生趨膚效應(yīng)及鄰近效應(yīng),在電極橫截面上電流分布均勻,而且直流電弧的穩(wěn)定性好,運行中機械振動較小,電爐的噪聲也較低。直流電弧爐配用石墨電極的直徑也是根據(jù)電爐容量和電極允許電流密度計算出來的,對相同輸入功率的超高功率電爐而言,使用1根石墨電極的直流爐,電極直徑要大一些,如容量為150t的交流電弧爐使用直徑600mm的電極,而相同容量的直流電弧爐要使用直徑700~750mm的電極,直流電弧爐對石墨電極的質(zhì)量要求比交流電弧爐使用的還要高一些。

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