ما هو إلكترود الجرافيت？

قطب الجرافيت هو قطب كهربائي موصل يستخدم في أفران القوس الكهربائي. يمكن استخدام الحرارة المتولدة بعد تشغيل الطاقة في صناعة الصلب. في هذه المقالة، سوف نقدم أقطاب الجرافيت الكهربائية بعمق، بما في ذلك عملية إنتاجها وخصائصها وتطبيقاتها.

تعريف إلكترود الجرافيت الجرافيت

A قطب كهربائي من الجرافيت هو أحد المكونات الموصلة الأساسية في صناعة الصلب بأفران القوس الكهربائي (eaf). تُصنع هذه الأقطاب الكهربائية من فحم الكوك الإبرية عالي الجودة (نوع من فحم الكوك البترولي)، وهي معروفة بتوصيلها الكهربائي الفائق ومقاومتها الحرارية وقوتها الميكانيكية.

أنواع أقطاب الجرافيت الكهربائية

• قطب الجرافيت الكهربائي العادي للطاقة العادية (RP)، يجب أن تكون كثافة التيار في استخدام فرن القوس الكهربائي أقل من 17A / سم 2. المواد الخام هي أساسًا فحم الكوك البترولي وقار قطران الفحم، ودورة الإنتاج حوالي 45 يومًا. يمكنك استخدامه لصهر الفولاذ العادي والسيليكون والفوسفور الأصفر.

• قطب كهربائي عالي الطاقة من الجرافيت (HP)، يسمح بمرور كثافة التيار بين 18 ~ 25 أمبير/سم2، والمواد الخام هي فحم الكوك البترولي وقار قطران الفحم وفحم الكوك بالإبرة. تستغرق دورة الإنتاج حوالي 60 يومًا، وتستخدم بشكل أساسي لصهر الفولاذ المقاوم للصدأ والكوراندوم.

• قطب كهربائي من الجرافيت فائق الطاقة (UHP)، كثافة التيار المستخدم في فرن القوس الكهربائي المتردد أكبر من 25 أمبير/سم2. وتشمل المواد الخام فحم الكوك البترولي، وفحم الكوك الإبرة، وقار قطران الفحم، ومحتوى فحم الكوك الإبري أكبر من محتوى فحم الكوك الإبرية من درجة HP. ومع ذلك، فإن دورة الإنتاج أكبر من 65 يومًا، ويمكنك استخدامه لصهر الفولاذ الناعم والفولاذ الخاص.

عملية الإنتاج

يخضع إنشاء قطب الجرافيت لعملية متعددة الخطوات ودقيقة مصممة للحفاظ على خصائصه المرغوبة وتعزيزها.

معالجة المواد الخام

المواد الخام بما في ذلك فحم الكوك البترولي وفحم الكوك الإبرية وفحم الكوك الزفت كمواد خام، وجميعها مواد كربونية.

التشكيل

ثم يتم تشكيل هذا الخليط في الشكل المطلوب من خلال البثق. والنتيجة هي "مخزون أخضر"، يتم خبزه في درجات حرارة عالية لكربنة الزفت وتصلب الهيكل.

الخَبز

ضع الفراغ في فرن خبز وسخنه إلى ما يزيد عن 1200 درجة مئوية في جو محكوم لتطاير المادة الرابطة مثل الأسفلت.

الرسم البياني

الخطوة الحاسمة الأخيرة هي الجرافيت. وهنا، نقوم بالتسخين إلى درجات حرارة أعلى من 3000 درجة مئوية، مما يؤدي إلى إعادة ترتيب ذرات الكربون في بنية بلورية من الجرافيت. تضفي هذه العملية على الأقطاب الكهربائية خصائص كهربائية وحرارية فريدة من نوعها.

خواص أقطاب الجرافيت الكهربائية

فهي تتميز بقدرتها على تحمل الظروف القاسية، وهي سمة ترجع أساساً إلى خصائصها الفريدة.

التوصيل الكهربائي

نظرًا لكونها تتكون من الجرافيت، فإن هذه الأقطاب الكهربائية موصلات ممتازة للكهرباءمما يتيح نقل الطاقة بكفاءة في التطبيقات التي تتطلب تيارات عالية.

المقاومة الحرارية

ويمكنها تحمل درجات حرارة عالية للغاية دون أن تفقد سلامتها الهيكلية. وهذه الخاصية لا تقدر بثمن في العمليات المعدنية، والتي غالبًا ما تنطوي على عمليات كثيفة الحرارة.

القوة الميكانيكية

وتحت تأثير القوى الخارجية، لا ينحني أو ينكسر بشكل عام. وهذا يجعلها متينة وموثوقة في البيئات الصناعية القاسية.

الخمول الكيميائي

هم خامل كيميائيًا ولا تتفاعل بسهولة مع المعادن المنصهرة أو المواد الأخرى في الفرن. تضمن هذه الخاصية نقاء وسلامة المنتجات النهائية.

تطبيقات أقطاب الجرافيت الكهربائية

ويشمل بشكل أساسي أفران كهربائية مختلفة مثل فرن صناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي، وفرن حرارة الخام، وفرن المقاومة، وإنتاج منتجات الجرافيت غير المتجانسة.

في صناعة الفولاذ بالقوس الكهربائي، يتم إدخال التيار في الفرن من خلال أقطاب الجرافيت، ويتم استخدام الحرارة الناتجة عن القوس الكهربائي للصهر. يمكنك استخدام أقطاب كهربائية بأقطار مختلفة وقوى مختلفة وفقًا لقدرة الفرن الكهربائي. وبالإضافة إلى ذلك، في فرن التكرير، تقوم أقطاب الجرافيت الكهربائية بتكرير الفولاذ المصهور في ظل ظروف مثل ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي لتحسين نقاوته وجودته.

تُستخدم الأفران الكهربائية الحرارية الخام بشكل أساسي لإنتاج السبائك الحديدية والسيليكون النقي والفوسفور الأصفر والمادة غير اللامعة وكربيد الكالسيوم. وتتمثل خصائصها في أن الجزء السفلي من القطب الموصل مدفون في الشحنة، ويولد التيار الحرارة من خلال مقاومة الشحنة.

فيما يتعلق بأفران المقاومة، فإن أفران الجرافيت لإنتاج منتجات الجرافيت، وأفران الصهر لصهر الزجاج، والأفران الكهربائية لإنتاج كربيد السيليكون كلها أفران مقاومة. المواد المحملة في الفرن هي مقاومات التسخين والأجسام المراد تسخينها. وعادةً ما تكون أقطاب الجرافيت للتوصيل مدمجة في جدار رأس الفرن في نهاية قاع الفرن.

بالإضافة إلى ذلك، يمكننا معالجة أقطاب الجرافيت في العديد من المنتجات ذات الأشكال الخاصة مثل البوتقات وقوارب الجرافيت وقوالب الضغط الساخن وعناصر تسخين أفران التفريغ. هذه المنتجات يمكنك استخدامها في العديد من المجالات الصناعية، مثل تصنيع الزجاج وإنتاج كربيد السيليكون.

الخاتمة

تلعب أقطاب الجرافيت دورًا لا غنى عنه في العديد من الصناعات مثل صناعة الصلب في أفران القوس الكهربائي، نظرًا لموصلية الجرافيت الممتازة ومقاومته العالية لدرجات الحرارة ومقاومته للتآكل، كما أنها مواد مهمة في الإنتاج الصناعي الحديث.