Elektroda Karbon dan Elektroda Grafit: Panduan Pemula untuk Mengeksplorasi Perbedaannya

Grafit dan karbon adalah dua bahan populer yang digunakan untuk membuat elektroda. Keduanya merupakan konduktor listrik yang baik. Namun demikian, sifat, masa pakai, aplikasi, dan proses produksinya beragam.  

Tulisan elektroda grafit vs elektroda karbon ini membuat perbandingan yang mendalam mengenai elektroda ini. Hal ini bertujuan untuk memberikan pemahaman yang jelas mengenai keduanya. 

Elektroda Grafit vs Elektroda Karbon: Perbandingan Berbagai Faktor

Definisi

Elektroda Grafit

Elektroda grafit adalah komponen konduktif berstruktur silinder. Elektroda ini digunakan dalam tungku busur listrik untuk melebur baja, melebur logam, atau paduan logam.

Elektroda terdiri dari kokas jarum minyak bumi berkualitas baik dan bahan pengikat. 

Umumnya, tersedia dalam tiga jenis: Elektroda Grafit Biasa, Elektroda Grafit Daya Tinggi, dan Elektroda Grafit Daya Sangat Tinggi.

Elektroda Karbon

Elektroda karbon terdiri dari batu bara antrasit terkalsinasi, kokas minyak bumi, grafit, dan bahan baku lainnya. 

Elektroda karbon digunakan dalam tungku busur listrik untuk melebur silikon, ferroalloy, fosfor kuning, kalsium karbida, korundum, dan banyak lagi.

Proses Produksi

Elektroda Grafit

Produksi elektroda grafit melibatkan berbagai langkah. Dimulai dengan mengumpulkan bahan mentah seperti kokas jarum minyak bumi dan aspal. 

Bahan-bahan mentah ini dihancurkan dan dikirim untuk disaring. Pada langkah berikutnya, bahan-bahan tersebut dicampur untuk mencapai konsistensi seperti pasta. 

Para insinyur membentuk pasta ini menjadi elektroda silinder dengan menggunakan mesin ekstrusi. Proses ini membantu elektroda mempertahankan strukturnya.

Selanjutnya, mereka memanggang elektroda cetakan pada suhu tinggi. Suhunya bisa mencapai 1000 ° C. Pemanggangan diikuti oleh proses impregnasi nada. 

Dalam autoklaf, impregnasi menembus pori-pori elektroda di bawah tekanan dan suhu tertentu. 

Proses ini meningkatkan kekuatan dan hambatan listrik elektroda.

Grafitisasi adalah proses pemanggangan kedua yang mengubah elektroda menjadi elektroda karbon grafit. Suhu mencapai 3000°C untuk proses ini. 

Akhirnya, produsen memproses elektroda untuk mencapai dimensi tertentu.

Elektroda Karbon 

Produksi elektroda karbon mengikuti langkah-langkah yang serupa. Pertama, produsen mengumpulkan bahan mentah seperti batu bara antrasit terkalsinasi, kokas minyak bumi, dan grafit. Mereka menghancurkan bahan-bahan ini untuk membuat bubuk halus.

Setelah itu, bubuk dicampur dengan pengikat (coal tar pitch) untuk membuat campuran yang halus. Proses pencampuran ini mengikat semua partikel karbon menjadi satu.  

Pada langkah berikutnya, campuran ini dibentuk menjadi elektroda dengan menggunakan ekstrusi. Setelah itu, pembuat memanggangnya pada suhu, berkisar antara 1000°C dan 1200°C. Pemanggangan membuat elektroda menjadi keras.

Jika elektroda memiliki beberapa pori-pori, para insinyur mengisinya dengan bahan pengikat. Mereka melakukan impregnasi ini dalam autoklaf.

Seperti elektroda grafit, elektroda ini juga menjalani proses grafitisasi. Proses ini melibatkan pemanggangan ulang pada suhu tinggi (sekitar 3000°C).

Akhirnya, para pembuat membentuknya untuk mencapai dimensi tertentu, tergantung pada aplikasinya.

Sifat Fisik & Kimia

Elektroda Grafit

• Elektroda grafit terutama terbuat dari grafit alami atau sintetis.

• Grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik karena elektron-elektronnya yang terdelokalisasi yang bergerak bebas.

• Elektroda grafit menawarkan konduktivitas termal yang tinggi karena struktur kristalnya. Ini dapat dengan cepat menyebarkan panas selama aplikasi suhu tinggi.

• Elektroda grafit memiliki kelembaman kimiawi yang tinggi. Elektroda ini dapat bertahan dari semua jenis bahan kimia karena ketahanannya terhadap oksidasi dan korosi.

• Atom karbon grafit membuat ikatan kovalen yang kuat. Oleh karena itu, elektroda grafit memiliki titik leleh yang tinggi (sekitar 3600 ° C).

Elektroda Karbon

• Elektroda karbon terdiri dari karbon amorf atau bahan karbon campuran.
• Elektroda karbon memiliki konduktivitas listrik yang sedang.
• Elektroda ini memiliki stabilitas termal yang layak. Namun demikian, ini lebih rendah daripada grafit.
• Seperti grafit, karbon juga bersifat inert secara kimiawi. Karbon tidak terdegradasi oleh reaksi elektrokimia.

Aplikasi

Elektroda Grafit

• Elektroda grafit adalah komponen utama EAF (Electric Arc Furnace). Berbagai industri menggunakan tungku ini untuk pembuatan baja dan peleburan besi tua.

• Tungku sendok pemurnian juga menggunakan elektroda grafit untuk pemurnian baja sekunder.  

• Tungku busur terendam juga menggunakan elektroda grafit untuk menghasilkan ferroalloy.

• Anda juga dapat menggunakan elektroda ini dalam tungku resistansi untuk menghasilkan kaca, silikon, dan karbida.

Elektroda Karbon

• Elektroda karbon digunakan untuk elektroda konduktif dalam tungku berbahan bakar bijih untuk melebur fosfor kuning, silikon, ferroalloy, dll.

• Elektroda karbon memiliki peran utama dalam proses elektrolisis untuk produksi klorin.

• Perusahaan manufaktur baterai menggunakan elektroda ini sebagai bahan anoda dalam berbagai baterai.

• Elektroda karbon menghasilkan panas yang tinggi ketika arus listrik melewatinya. Sebagai hasilnya, individu menggunakannya dalam berbagai aplikasi pemanasan resistansi.

Biaya Produksi

Biaya produksi elektroda grafit dan karbon bervariasi, tergantung pada berbagai faktor. Faktor-faktor tersebut dapat berupa harga bahan baku saat ini, biaya energi, kualitas/mutu elektroda, dan kerumitan produksi.

Elektroda Grafit

Biasanya, biaya produksi elektroda grafit lebih tinggi daripada biaya produksi elektroda karbon. Bahan baku seperti kokas jarum harganya mahal. Di samping itu, produksi elektroda grafit secara keseluruhan juga rumit.  

Elektroda Karbon

Biaya produksi elektroda karbon relatif lebih murah. Proses produksinya tidak memerlukan grafitisasi, memiliki biaya produksi yang rendah dan manfaat ekonomi yang tinggi.

Kehidupan Pelayanan

Masa pakai elektroda tergantung pada berbagai faktor. Ini termasuk kualitas bahan baku, penanganan elektroda, pengoperasian, desain, dan intensitas arus dari tungku busur listrik. 

Elektroda Grafit

Dalam aplikasi praktis, masa pakai rata-rata elektroda grafit adalah antara 50-80 kali peleburan, dan umumnya perlu diganti. Untuk peralatan peleburan besar seperti tanur sembur, masa pakai rata-rata bisa mencapai lebih dari 100 kali.

Elektroda Karbon

Elektroda karbon memiliki masa pakai yang relatif lebih pendek. Kekuatannya yang rendah dan kerentanannya terhadap oksidasi membuatnya tidak cocok untuk aplikasi yang berat.

Kesimpulan

Elektroda karbon dan elektroda grafit memiliki banyak perbedaan, tetapi juga memiliki karakteristik yang serupa. Memahami kinerja dan aplikasinya dapat memanfaatkannya dengan lebih baik dan meningkatkan efisiensi produksi industri Anda. Jika Anda ingin tahu lebih banyak, Anda dapat menghubungi Jinsun hari ini.