Apa Saja Kegunaan Elektroda Grafit?

Penggunaan elektroda grafit semakin meningkat karena perkembangan aplikasi pembuatan baja tanur busur listrik. Sejak abad ke-20, permintaan baja khusus telah meningkat tajam dalam industri seperti mobil, pesawat terbang, mesin, dan elektrolisis. Setelah tahun 1950-an, pembuatan baja tanur busur listrik berkembang ke arah skala besar dan daya sangat tinggi, yang meningkatkan produktivitas, dan mengembangkan metode pembuatan baja untuk peleburan baja biasa dari baja bekas.

Dalam beberapa tahun terakhir, pabrik baja mulai menggunakan baja bekas untuk memproduksi baja biasa, yang selanjutnya mendorong pembuatan baja tanur busur listrik dengan keberhasilan pengembangan tanur listrik DC yang besar. Elektroda grafit berfungsi sebagai konduktor dalam pembuatan baja tanur busur listrik dan memainkan peran pendukung dalam proses tersebut.

Elektroda grafit yang digunakan untuk pembuatan baja eaf

Elektroda grafit terutama digunakan untuk produksi pembuatan baja eaf. Mereka memiliki berbagai aplikasi dalam industri karena konduktivitas listrik dan stabilitas termal dan kimia yang tinggi, seperti memurnikan baja, melebur logam, dan memproduksi paduan non-besi.

Kestabilan suhu tinggi yang dimilikinya, membuatnya cocok untuk berbagai proses industri. Elektroda grafit ini digunakan untuk menciptakan busur listrik dalam berbagai aplikasi peleburan logam. Ini termasuk peleburan baja dan logam lainnya, membuat paduan, coran las, dan penempaan bagian.

Mereka dapat menahan guncangan arus yang kuat dan tidak mudah teroksidasi sebagai konduktor pembawa arus. Dapat menahan suhu yang sangat tinggi, yaitu 3600 derajat Celcius. Saat ini, tidak ada bahan yang dapat menggantikan elektroda grafit dalam proses peleburan.

Sifat-sifat Elektroda Grafit

• Kepadatan: Dibandingkan dengan bahan lainnya, densitas elektroda grafit lebih tinggi, antara 1,6-1,78 g/cm3.
• Konduktivitas: Struktur berlapis tertentu dari atom karbon dalam grafit kondusif untuk aliran elektron yang bebas, sehingga konduktivitasnya solid.
• Kekuatan lentur: Grafit memiliki kekuatan mekanis yang tinggi, sehingga tegangan momen lentur per satuan luas relatif besar.
• Modulus elastisitas: Modulus Young meningkat seiring dengan kenaikan suhu.
• Konduktivitas termal: Grafit adalah mineral non-logam, dan metode konduksi panasnya adalah getaran termal atom kisi untuk mentransfer panas.
• Koefisien ekspansi termal: Jauh lebih rendah daripada bahan lainnya dan lebih cocok untuk lingkungan dengan suhu tinggi dan perubahan yang signifikan.
• Ketahanan korosi: Karena sifat kimianya yang stabil, tidak bereaksi dengan zat lain pada suhu kamar.

  

 Elektroda grafit yang digunakan untuk tungku busur listrik DC

Panjang busur per satuan tegangan dari Tungku busur listrik DC lebih signifikan daripada tungku busur listrik AC, dan kondisi pengoperasian elektroda grafit lebih parah.

Industri ini membutuhkan elektroda dengan resistivitas yang lebih rendah, koefisien ekspansi termal, dan densitas curah yang lebih tinggi untuk operasi arus tinggi.

Kami dapat mengubah karakteristik dengan menyesuaikan bahan baku dan jenis proses produksi. Anda dapat mengontrol karakteristik ini, yang disesuaikan dengan kondisi pengoperasian tungku busur listrik.

Studi kasus khusus dan contoh keberhasilan penggunaan elektroda grafit:

Industri Baja: Mereka banyak digunakan dalam Tungku Busur Listrik (EAF) untuk produksi baja. Mereka berfungsi sebagai elemen konduktif yang menciptakan busur listrik untuk melelehkan skrap. Elektroda harus tahan terhadap suhu ekstrem dan tekanan mekanis yang tinggi. Mereka memiliki ketahanan termal dan kekuatan mekanik yang sangat baik dan merupakan pilihan yang lebih disukai untuk aplikasi ini.

Industri aluminium: Elektroda grafit digunakan dalam proses peleburan produksi aluminium. Elektroda ini digunakan dalam elektrolisis aluminium oksida (aluminium oksida) dalam sel elektrolitik. Elektroda ini bertindak sebagai katoda, membawa arus untuk memisahkan aluminium dari alumina. Konduktivitas listrik dan stabilitas kimia grafit yang tinggi sesuai dengan proses ini.

Industri Silikon: Mereka dapat menghasilkan silikon dan bahan berbasis silikon lainnya. Dalam pemurnian silikon, kuarsa, kokas, dll., digunakan sebagai bahan mentah untuk mendapatkan silikon dengan kemurnian tinggi melalui reaksi kimia. Mereka digunakan dalam tungku resistansi untuk memberikan panas yang diperlukan untuk respons. Mereka memiliki stabilitas termal dan ketahanan kimia yang sangat baik.

Industri Pengecoran Logam: Elektroda grafit memproduksi produk besi tuang dan baja dalam pengecoran. Dalam proses ini, elektroda ini digunakan dalam tungku busur listrik untuk melelehkan logam dan bertindak sebagai konduktor saat memulai proses pengecoran. Titik leleh dan konduktivitas termal grafit yang tinggi memfasilitasi perpindahan panas yang efisien dan dapat meningkatkan kualitas coran.

Industri Kimia: Mereka digunakan dalam berbagai proses kimia yang membutuhkan suhu tinggi dan konduktivitas listrik. Sebagai contoh, mereka digunakan dalam elektroliser untuk menghasilkan gas klorin dan soda api dari larutan air garam. Mereka juga digunakan untuk membuat bahan kimia tertentu, seperti grafit fluorida, melalui reaksi elektrokimia.

Perubahan permintaan elektroda grafit

Lebih dari 95% elektroda grafit buatan digunakan untuk elektroda untuk tungku busur listrik pembuatan baja. Oleh karena itu, kualitas elektroda berbanding lurus dengan output pembuatan baja tanur busur listrik. Manfaatkan elektroda berkualitas tinggi dengan kokas jarum.

Sejauh menyangkut dunia, dengan meningkatnya pembuatan baja tanur busur listrik dan penurunan konsumsi unit elektroda, permintaan elektroda grafit buatan mungkin tetap tidak berubah atau sedikit meningkat. 

Di masa depan

Permintaan dan Pertumbuhan: Industri baja terutama mendorong kebutuhan elektroda grafit, yang kemungkinan besar akan tetap kuat seiring dengan pertumbuhan produksi baja global. Selain itu, industri yang sedang berkembang seperti kendaraan listrik dan energi terbarukan mungkin akan mendorong permintaan lebih lanjut, terutama untuk aplikasi seperti produksi baterai lithium-ion.

Keberlanjutan dan Kepedulian Lingkungan: Dengan meningkatnya penekanan pada keberlanjutan dan pengurangan emisi karbon, industri mengeksplorasi proses dan bahan alternatif. Meskipun elektroda grafit berkontribusi pada proses yang hemat energi dan ramah lingkungan seperti tungku busur listrik, namun ada penelitian yang sedang berlangsung untuk mengembangkan alternatif yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan.

Kemajuan Teknologi: Perkembangan teknologi dan bahan baru dapat berdampak pada masa depan elektroda grafit. Sebagai contoh, kemajuan nanoteknologi dan material berbasis karbon dapat menghasilkan material elektroda baru dengan performa dan sifat yang lebih baik.

Pergeseran dalam Proses Industri: Evolusi proses industri, seperti mengadopsi teknologi peleburan baru atau metode manufaktur alternatif, dapat memengaruhi permintaan terhadap produk tersebut. Sangatlah penting untuk memantau tren dan inovasi industri untuk mengukur prospeknya.

Kesimpulannya

Meskipun elektroda grafit memainkan peran penting dalam berbagai industri dan aplikasi, memprediksi masa depan mereka perlu mempertimbangkan banyak faktor. Pertumbuhan industri yang mengandalkan elektroda grafit, kemajuan dalam ilmu pengetahuan material, masalah keberlanjutan, dan teknologi baru akan membentuk lanskap masa depan. Memantau tren industri dan kemajuan teknologi sangat penting untuk menentukan prospek jangka panjangnya.