Alasan Mengapa Elektroda Terbuat dari Grafit?

Elektroda adalah konduktor yang membantu arus masuk atau keluar dari suatu media. Berbagai industri menggunakannya dalam beberapa perangkat untuk aplikasi yang berbeda. Salah satu penggunaannya yang paling umum adalah dalam tungku busur listrik (EAF) untuk pembuatan baja. Meskipun elektroda dapat dibuat dari bahan konduktif yang berbeda, namun grafit adalah pilihan yang paling disukai. Ingin tahu apa saja alasannya? Bacalah tulisan ini sampai selesai.

Sifat yang Membuat Grafit Ideal untuk Elektroda

Grafit adalah salah satu bentuk karbon, yang dikenal dengan struktur kristal dan lapisan logamnya. Konduktivitas listriknya yang tinggi, stabilitas termal, dan beberapa fitur lainnya membuatnya cocok untuk pembuatan elektroda.

Mari kita jelajahi semua karakteristik grafit yang menjadikannya bahan elektroda terbaik.

Konduktivitas Listrik Tinggi

Elektroda membutuhkan konduktivitas listrik yang tinggi untuk mentransfer muatan dengan cepat ke peralatan. Selain itu, elektroda juga harus mempertahankan kinerja yang stabil selama reaksi elektrokimia.

Sebagai contoh, konduktivitas listrik yang efisien sangat penting untuk tungku busur listrik untuk mentransfer energi listrik menjadi panas. Bagaimanapun, panas yang tidak tepat dapat mempengaruhi proses peleburan baja.

Grafit adalah konduktor listrik yang luar biasa, sehingga banyak perusahaan yang menggunakannya untuk membuat elektroda. Alotrop karbon ini memiliki struktur berlapis yang tersusun dalam pola heksagonal, yang mendukung pergerakan elektron secara bebas di antara lapisan.

Selain konduktivitas listrik yang tinggi, elektroda grafit dapat menahan beban arus yang tinggi.

Ketahanan terhadap Guncangan Panas

Alasan lain perusahaan memilih grafit untuk pembuatan elektroda adalah karena grafit dapat menahan guncangan termal yang tinggi.

Karena grafit memiliki koefisien muai panas yang rendah, maka grafit dapat bertahan dalam perubahan suhu yang mendadak.

Grafit dapat bertahan pada suhu yang berkisar antara -400°F dan 850°F, dalam atmosfer yang teroksidasi.

Sengatan panas dapat memengaruhi efisiensi elektroda dalam berbagai cara. Misalnya, hal ini dapat menyebabkan kegagalan struktur elektroda. Selain itu, hal ini dapat memperpendek kinerja dan masa pakai elektroda.

Elektroda dapat terkena sengatan panas selama pembuatan baja dalam tungku busur listrik. Bahkan selama pengelasan busur, elektroda terpapar pada pemanasan dan pendinginan yang cepat.

Elektroda yang terbuat dari bahan lain tidak dapat menahan perubahan suhu yang cepat ini. Oleh karena itu, grafit adalah pilihan populer untuk membuat elektroda.

Daya Tahan Panas Tinggi

Grafit dapat bertahan dari paparan panas yang tinggi. Lagi pula, titik lelehnya adalah 3650°C. Hasilnya, elektroda yang terbuat dari grafit dapat bertahan di lingkungan yang sangat panas.

Mereka bahkan dapat mempertahankan suhu maksimum tungku busur listrik UHP. Suhu tungku semacam itu bisa mencapai hingga 3500°C. Umumnya, suhu setinggi ini selama peleburan baja.

Elektroda berbasis grafit tidak kehilangan integritas strukturalnya dalam suhu yang sangat panas. Struktur berlapis atom grafit membantunya menyebarkan panas dengan cepat.

Tidaklah mudah bagi elektroda yang terbuat dari bahan lain untuk mempertahankan performanya dalam lingkungan yang sangat panas.

Daya tahan

Senyawa grafit dikenal dengan kekuatan mekanisnya yang tinggi. Meskipun tersedia dalam berbagai tingkatan, kekuatan tarik grafit berkisar antara 20 dan 40 MPa.

Karena integritas struktural yang tinggi, produsen menggunakannya untuk membuat elektroda. Bagaimanapun, elektroda mempertahankan integritasnya dalam panas yang ekstrem dan tekanan mekanis.

Elektroda grafit tidak retak. Elektroda ini tidak aus di bawah tekanan tinggi tungku listrik.

Sementara itu, mereka dapat menahan tekanan yang kuat dari proses peleburan baja tungku busur listrik. 

Mudah Berjamur

Anda dapat dengan mudah membentuk bahan grafit menjadi berbagai bentuk. Ini adalah kualitas lain yang membuat grafit ideal untuk pembuatan elektroda.

Struktur atom grafit memiliki ikatan perantara yang lemah sehingga mudah dibentuk dan dicetak.

Elektroda grafit dibuat dalam berbagai ukuran tergantung pada aplikasinya. Elektroda ini memiliki ukuran yang unik untuk industri yang berbeda.

Bahkan tungku listrik dengan jenis yang berbeda membutuhkan elektroda grafit dalam berbagai ukuran dan spesifikasi.

Stabilitas Kimia Tinggi

Kelambanan kimiawi harus menjadi fitur utama dari sebuah elektroda. Elektroda harus bekerja di lingkungan yang berbeda. Akibatnya, mereka tidak dapat bereaksi dengan bahan kimia dan gas.

Hal yang baik adalah elektroda grafit sangat tahan terhadap bahan kimia. Elektroda ini tidak bereaksi apabila terpapar ke atmosfer asam atau basa. Ingat, lingkungan ini umum terjadi dalam berbagai aplikasi pemrosesan logam.

Batang elektroda grafit dapat mempertahankan integritasnya untuk waktu yang lama. Mereka menjalankan fungsinya bahkan di lingkungan kimiawi. Akibatnya, perusahaan menggunakannya dalam baterai, tungku listrik, dan sel bahan bakar.

Selain itu, kelembaman kimiawi elektroda grafit meminimalkan risiko berbagai reaksi berbahaya.

Sifat Pelumasan Sendiri

Elektroda ini sangat bermanfaat untuk pengecoran dan EAF. Karena pelumasan sendiri, elektroda grafit menyebabkan lebih sedikit gesekan pada tungku dan dirinya sendiri. Ini berarti Anda akan menghabiskan lebih sedikit uang untuk pemeliharaan. Selain itu, elektroda akan bertahan lama.

Elektroda berbahan grafit lebih disukai untuk berbagai proses elektrokimia dan industri karena sifatnya yang dapat melumasi sendiri.

Hemat Biaya

Elektroda grafit juga mudah di kantong. Perusahaan menggunakannya dalam tungku busur listrik yang mengkonsumsi energi jauh lebih sedikit daripada tungku tradisional. Hal ini secara alami menurunkan biaya operasional secara keseluruhan.

Selain itu, karena elektroda grafit memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, elektroda ini kehilangan panas yang dapat diabaikan selama proses berlangsung. Oleh karena itu, tungku busur listrik memanaskan dan melelehkan baja dalam waktu yang lebih singkat.

Elektroda grafit memiliki kekuatan mekanik dan termal yang tinggi. Hasilnya, mereka bertahan lebih lama daripada elektroda karbon.

Keberlanjutan

Praktik industri yang berkelanjutan sangat penting untuk meminimalkan polusi dan melestarikan sumber daya alam kita.

Elektroda grafit dianggap ramah lingkungan.

Tungku busur listrik menggunakan elektroda ini untuk melebur sisa logam dan membuat produk baja baru. Hal ini meminimalkan kebutuhan untuk menambang bahan baku baru.

Selain itu, elektroda grafit memiliki emisi karbon yang rendah dibandingkan dengan sumber energi pembuatan baja konvensional.

Kesimpulan:

Grafit memiliki banyak sifat, menjadikannya bahan yang paling cocok untuk membuat elektroda. Dari transfer energi yang tinggi, dan daya tahan panas hingga kemampuan mesin, grafit unggul dalam semua faktor.

Tidak seperti bahan lainnya, grafit tidak rusak dalam kejutan termal dan panas yang tinggi. Ini adalah skenario umum dengan tungku busur listrik saat membuat baja.

Selain itu, elektroda juga mudah dibentuk. Oleh karena itu, perusahaan menyesuaikan dimensi elektroda berdasarkan aplikasinya.