Qué es el electrodo de grafito？

El electrodo de grafito es un electrodo conductor utilizado en hornos de arco eléctrico. El calor generado tras el encendido puede utilizarse para la fabricación de acero. En este artículo, presentaremos los electrodos de grafito en profundidad, incluyendo su proceso de producción, propiedades y aplicación.

Definición del electrodo de grafito

A electrodo de grafito es un componente conductor esencial en la siderurgia de horno de arco eléctrico (HAE). Fabricados a partir de coque de aguja de alta calidad (un tipo de coque de petróleo), estos electrodos son conocidos por su conductividad eléctrica, resistencia térmica y resistencia mecánica superiores.

Tipos de electrodos de grafito

• Electrodo de grafito de potencia ordinaria (RP), la densidad de corriente en el uso de horno de arco eléctrico debe ser inferior a 17A/cm2. Las materias primas son principalmente coque de petróleo y brea de alquitrán de hulla, el ciclo de producción es de unos 45 días. Se puede utilizar para fundir acero ordinario, silicio y fósforo amarillo.

• Electrodo de grafito de alta potencia (HP), permite que la densidad de corriente pase entre 18~25A/cm2, las materias primas son coque de petróleo, brea de alquitrán de hulla y coque de aguja. El ciclo de producción es de unos 60 días, se utiliza principalmente para fundir acero inoxidable y corindón.

• Electrodo de grafito de potencia ultra alta (UHP), la densidad de corriente utilizada en el horno de arco eléctrico de corriente alterna es superior a 25A/cm2. Las materias primas incluyen coque de petróleo, coque de aguja, brea de alquitrán de hulla, y el contenido de coque de aguja es mayor que el de grado HP. Sin embargo, el ciclo de producción es superior a 65 días, y se puede utilizar para fundir acero fino y acero especial.

Proceso de producción

La creación de un electrodo de grafito se somete a un proceso preciso de varios pasos diseñado para preservar y mejorar sus propiedades deseables.

Procesamiento de materias primas

Las materias primas incluyen coque de petróleo, coque de aguja y coque de brea como materias primas, todas ellas sustancias basadas en el carbono.

Formando

A continuación, esta mezcla se moldea en la forma deseada mediante extrusión. El resultado es el "green stock", cocido a altas temperaturas para carbonizar la brea y endurecer la estructura.

Horneado

Colocar la pieza en bruto en un horno de cocción y calentarla a más de 1200 grados Celsius en una atmósfera controlada para volatilizar el aglutinante, como el asfalto.

Grafitización

El último paso crucial es la grafitización. Para ello, calentamos a temperaturas superiores a 3.000 °C, lo que hace que los átomos de carbono se reorganicen en una estructura cristalina de grafito. Este proceso confiere a los electrodos unas propiedades eléctricas y térmicas únicas.

Propiedades del electrodo de grafito

Destacan por su capacidad para soportar condiciones extremas, un atributo que se debe principalmente a sus características únicas.

Conductividad eléctrica

Al estar compuestos de grafito, estos electrodos son excelentes conductores de la electricidadque permite una transferencia de energía eficaz en aplicaciones que requieren corrientes elevadas.

Resistencia térmica

Pueden soportar temperaturas extremadamente altas sin perder su integridad estructural. Esta propiedad es inestimable en los procesos metalúrgicos, que a menudo implican operaciones intensivas en calor.

Resistencia mecánica

Bajo la acción de fuerzas externas, generalmente no se dobla ni se rompe. Esto lo hace duradero y fiable en entornos industriales difíciles.

Inercia química

Son químicamente inerte y no reaccionan fácilmente con los metales fundidos u otros materiales del horno. Esta característica garantiza la pureza e integridad de los productos finales.

Aplicaciones de los electrodos de grafito

Incluye principalmente diversos hornos eléctricos, como el horno de arco eléctrico para la fabricación de acero, el horno de calor para minerales, el horno de resistencia y la producción de productos heterogéneos de grafito.

En la siderurgia de arco eléctrico, la corriente se introduce en el horno a través de electrodos de grafito, y el calor generado por el arco se utiliza para la fundición. Se pueden utilizar electrodos de diferentes diámetros y diferentes potencias en función de la capacidad del horno eléctrico. Además, en el horno de refinado, los electrodos de grafito refinan el acero fundido en condiciones de alta temperatura y alta presión para mejorar su pureza y calidad.

Los hornos eléctricos de calor mineral se utilizan principalmente para producir ferroaleaciones, silicio puro, fósforo amarillo, mate y carburo de calcio. Su característica es que la parte inferior del electrodo conductor está enterrada en la carga, y la corriente genera calor a través de la resistencia de la carga.

En cuanto a los hornos de resistencia, los hornos de grafitización para la producción de productos de grafito, los hornos de fusión para fundir vidrio y los hornos eléctricos para la producción de carburo de silicio son todos hornos de resistencia. Los materiales cargados en el horno son tanto resistencias de calentamiento como objetos a calentar. Normalmente, los electrodos de grafito para la conducción están empotrados en la pared de la cabeza del horno, en el extremo del lecho del horno.

Además, podemos transformar los electrodos de grafito en diversos productos con formas especiales, como crisoles, botes de grafito, moldes para prensado en caliente y elementos calefactores para hornos de vacío. Estos productos se pueden utilizar en muchos campos industriales, como la fabricación de vidrio y la producción de carburo de silicio.

Conclusión

Debido a su excelente conductividad, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión, los electrodos de grafito desempeñan un papel indispensable en muchas industrias, como la siderurgia de horno de arco eléctrico, y son materiales importantes en la producción industrial moderna.