Potrošnja je predviđena, a ne kvar
Elektroda elektrolučne peći s izmjeničnom ili istosmjernom strujom radi s vrhom luka iznad 3000 C, dok je točka sublimacije grafita otprilike 3650 C. Grafit je odabran upravo zato što preživljava to okruženje dok nosi nekoliko desetaka kiloampera, ali niti jedan stupanj ne preživljava neograničeno dugo. Potrošnja elektroda u elektrolučnoj proizvodnji čelika obično je u rasponu od 1,5-3 kg po toni tekućeg čelika, a zamjena se planira prema toj brojci, a ne izazvana kvarom.
Potrošnja se obično dijeli na potrošnju vrha na luku, potrošnju bočne stijenke duž stupa i gubitke od loma i kvara zgloba. Rascjep se pomiče s praksom u peći: rad s dugim-lukom, pjenastom-troskom sagorijeva bočnu stijenku brže, dok rad s kratkim-lukom koncentrira gubitak na vrhu.
Oksidacija iznad otprilike 450 C
Grafit oksidira na zraku iznad oko 450-500 C, a stup elektrode izvan vruće zone i dalje je na visokoj temperaturi tijekom vrućine. Oksidacija uklanja masu s bočne stijenke, smanjuje poprečni-presjek koji nosi struju i povećava gustoću struje na preostalom dijelu, što zauzvrat podiže lokalnu temperaturu i ubrzava daljnji gubitak. Praksa pjenaste šljake, vodeno hlađene ploče, obložene bočne stijenke i kontrolirani ulazak zraka u otvore elektroda standardne su protumjere.
Strukturna degradacija i toplinski udar
Ponovljeni ciklusi grijanja i hlađenja stvaraju naprezanje na površini elektrode, posebno kada su nagle naplate otpada ili promjene snage. Nakon što se formira poprečna pukotina, elektroda se može slomiti u toj ravnini i pasti u talinu, uzrokujući prekid napajanja, skupljanje ugljika u toplini i gubitak preostale duljine stupca. Zglobovi su druga slaba točka: labavi ili pre-zategnuti nipl zglob povećava kontaktni otpor, lokalno se pregrijava i može otkazati pri savijanju.
Fizičko testiranje onoga što ostaje pomaže odvojiti materijalni problem od problema iz prakse. Nasipna gustoća se mjeri prema ASTM C559, električni otpor prema ASTM C611 i modul loma elektrode grafita prema ASTM C1025, s GB/T 3072 koji pokriva domaće kvalitete elektroda. Elektroda koja rano otkaže s normalnom gustoćom i otporom obično ukazuje na praksu u peći, a ne na samu elektrodu.
| Vlasništvo | Tipični UHP raspon | Metoda ispitivanja |
|---|---|---|
| Nasipna gustoća | 1,68-1,74 g/cm3 | ASTM C559 |
| Specifični električni otpor | 5-6,5 mikroohm metar | ASTM C611 |
| Modul loma | 10-14 MPa | ASTM C1025 |
| CTE (100-600 C) | oko 1,0-1,3 x 10-6 /K | dilatometrija |
Pad električnih performansi
Kako se stupac troši, preostali dio mora imati istu struju. Otporno zagrijavanje raste s kvadratom gustoće struje, tako da je tanja elektroda toplija, brže oksidira i troši više energije po toni čelika. U nekom trenutku peć dosegne granicu u kojoj elektroda ne može zadržati programiranu struju bez pregrijavanja spoja, a kolona se mijenja pri planiranom zaustavljanju umjesto da se čeka kvar.
Kontaminacija i kvaliteta proizvoda
Elektrode mogu pokupiti kontaminaciju od prskanja troske, oštećenja premaza ili oštećenja prilikom rukovanja. Kontaminirana ili otkrhnuta elektroda dodana stupcu uvodi materijal koji nije dio planirane specifikacije grafita, a pri kritičnim vrućinama to može utjecati na kontrolu ugljika ili kvalitetu površine. Sustavi kvalitete i sigurnosti obično zahtijevaju da se takve elektrode uklone umjesto da se koriste do kraja njihovog nominalnog vijeka trajanja.
Sa stajališta kupnje, učestalost zamjene je praktičan rezultat kvalitete, promjera i prakse u peći. Kupci koji prate trošak po toni čelika obično zasebno bilježe potrošnju elektrode, stopu loma po toni i kvar spoja, jer te tri mjere reagiraju na različite korektivne radnje.
Često postavljana pitanja
Q:Što uglavnom određuje vijek trajanja grafitne elektrode?
O: Oksidacija bočne stijenke i potrošnja vrha dominiraju, nakon čega slijedi lom uslijed toplinskog udara i kvar spoja. Praksa u peći, duljina luka i kontrola pjenjenja troske mijenjaju ove gubitke.
Q:Na kojoj temperaturi grafitna elektroda počinje oksidirati?
O: Oksidacija postaje značajna na zraku iznad oko 450-500 C, znatno ispod temperature luka na vrhu. Zaštita bočne stijenke stoga je važna tijekom cijele utrke.
Q:Koliko se elektroda potroši po toni čelika?
O: Obično 1,5-3 kg po toni tekućeg čelika. Donji kraj odražava dobru praksu s obloženim elektrodama i stabilnim programima snage.
Q:Koji testovi provjeravaju kvalitetu elektrode?
O: Nasipna gustoća prema ASTM C559, električni otpor prema ASTM C611 i modul loma prema ASTM C1025 su uobičajene provjere materijala, sa zahtjevima za ocjenu pokrivenim GB/T 3072.
Q:Može li se napukla elektroda i dalje koristiti?
O: Ponekad se može skratiti i ponovno upotrijebiti ispod pukotine, ali preostala duljina mora se pravilno -spojiti. Korištenje napuknutog stupca pri kritičnoj vrućini riskira lom i skok ugljika u talini.
