전극을 흑연으로 만드는 이유는 무엇인가요?

전극은 전류가 매체에 들어오고 나가는 것을 돕는 전도체입니다. 다양한 산업 분야에서 다양한 용도의 여러 장치에 전극을 사용합니다. 가장 일반적인 용도 중 하나는 제강용 전기로(EAF)입니다. 전극은 다양한 전도성 재료로 만들 수 있지만 흑연이 가장 선호되는 선택입니다. 그 이유가 무엇인지 궁금하신가요? 이 글을 끝까지 읽어보세요.

흑연을 전극에 이상적으로 만드는 특성

흑연은 결정 구조와 금속성 마감으로 잘 알려진 탄소의 한 형태입니다. 높은 전기 전도도, 열 안정성 및 기타 여러 가지 특성으로 인해 전극 제작에 적합합니다.

흑연을 최고의 전극 재료로 만드는 흑연의 모든 특성을 살펴보세요.

높은 전기 전도성

전극은 전하를 장비에 빠르게 전달하기 위해 높은 전기 전도도가 필요합니다. 또한 전기화학 반응 중에도 안정적인 성능을 유지해야 합니다.

예를 들어, 효율적인 전기 전도성은 다음을 위해 매우 중요합니다. 전기 아크 퍼니스 를 사용하여 전기 에너지를 열로 변환합니다. 결국 부적절한 열은 철강 제련 공정에 영향을 미칠 수 있습니다.

흑연은 뛰어난 전기 전도체이기 때문에 기업에서 전극을 만드는 데 사용합니다. 이 탄소 동소체는 육각형 패턴으로 배열된 층 구조를 가지고 있어 층 사이의 전자의 자유로운 이동을 지원합니다.

흑연 전극은 높은 전기 전도성 외에도 높은 전류 부하를 견딜 수 있습니다.

열 충격에 대한 내성

기업들이 전극 제조에 흑연을 선택하는 또 다른 이유는 높은 열 충격을 견딜 수 있기 때문입니다.

흑연은 열팽창 계수가 낮기 때문에 급격한 온도 변화에도 견딜 수 있습니다.

흑연은 산화 분위기에서 -400°F에서 850°F 사이의 온도를 견딜 수 있습니다.

열충격은 다양한 방식으로 전극의 효율에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 전극의 구조적 고장을 일으킬 수 있습니다. 또한 전극의 성능과 수명을 단축시킬 수 있습니다.

전기 아크 용광로에서 제강하는 동안 전극은 열 충격을 받을 수 있습니다. 아크 용접 중에도 전극은 급격한 가열과 냉각에 노출됩니다.

다른 재료로 만든 전극은 이러한 급격한 온도 변화를 견디지 못합니다. 따라서 흑연은 전극을 만드는 데 널리 사용됩니다.

높은 내열성

흑연은 고열 노출에도 견딜 수 있습니다. 결국 녹는점은 다음과 같습니다. 3650°C. 결과적으로 흑연으로 만든 전극은 고열 환경을 견뎌냅니다.

심지어 UHP 전기 아크 용광로의 최대 온도까지 견딜 수 있습니다. 이러한 용광로의 온도는 최대 3500°C까지 올라갈 수 있습니다. 일반적으로 강철을 제련하는 동안 온도는 이 정도까지 올라갑니다.

흑연 기반 전극은 극한의 열에서도 구조적 무결성을 잃지 않습니다. 흑연 원자의 층상 구조는 열을 빠르게 분산시키는 데 도움이 됩니다.

다른 재료로 만든 전극은 이러한 고온 환경에서 성능을 유지하기가 쉽지 않습니다.

내구성

흑연 화합물은 기계적 강도가 높은 것으로 알려져 있습니다. 다양한 등급으로 제공되지만 흑연의 인장력은 20~40MPa입니다.

구조적 무결성이 높기 때문에 제조업체는 전극을 만드는 데 이 소재를 사용합니다. 결국 전극은 극한의 열과 기계적 압력에서도 무결성을 유지합니다.

흑연 전극은 깨지지 않습니다. 전기로의 고압에서도 마모되지 않습니다.

한편, 전기 아크로의 강철 용해 공정의 강한 압력을 견딜 수 있습니다. 

손쉬운 성형

흑연 소재를 다양한 모양으로 쉽게 성형할 수 있습니다. 이는 흑연을 전극 제작에 이상적으로 만드는 또 다른 특성입니다.

흑연의 원자 구조는 중간 결합이 약해 성형과 성형이 용이합니다.

흑연 전극은 용도에 따라 다양한 크기로 제작됩니다. 산업별로 고유한 크기가 있습니다.

다양한 유형의 전기로에도 다양한 크기와 사양의 흑연 전극이 필요합니다.

높은 화학적 안정성

화학적 불활성은 전극의 주요 특징이어야 합니다. 전극은 다양한 환경에서 작동해야 합니다. 따라서 화학 물질 및 가스와 반응할 수 없습니다.

흑연 전극의 장점은 내화학성이 뛰어나다는 점입니다. 산성 또는 알칼리성 대기에 노출되어도 반응하지 않습니다. 이러한 환경은 다양한 금속 가공 애플리케이션에서 일반적이라는 점을 기억하세요.

흑연 전극봉은 오랜 기간 동안 무결성을 유지할 수 있습니다. 화학적 환경에서도 제 기능을 발휘합니다. 따라서 기업들은 배터리, 전기로, 연료 전지 등에 사용합니다.

이 외에도 흑연 전극의 화학적 불활성은 수많은 유해 반응의 위험을 최소화합니다.

자체 윤활 특성

이러한 전극은 파운드리와 EAF에 특히 유용합니다. 흑연 전극은 자체 윤활로 인해 용광로와 전극 자체에 마찰을 덜 일으킵니다. 즉, 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 전극은 오래 지속됩니다.

흑연으로 만든 전극은 자체 윤활 특성으로 인해 수많은 전기 화학 및 산업 공정에서 선호됩니다.

비용 효율적

흑연 전극은 주머니에도 부담이 없습니다. 기업들은 기존 용광로보다 훨씬 적은 에너지를 소비하는 전기 아크 용광로에서 이 전극을 사용합니다. 이는 자연스럽게 전체 운영 비용을 낮춥니다.

또한 흑연 전극은 전기 전도도가 높기 때문에 공정 중에 열이 거의 손실되지 않습니다. 따라서 전기 아크로는 강철을 더 짧은 시간에 가열하고 녹입니다.

흑연 전극은 기계적 및 열적 강도가 높습니다. 그 결과, 일반 전극보다 더 오랜 시간 동안 사용할 수 있습니다. 탄소 전극.

지속 가능성

지속 가능한 산업 관행은 오염을 최소화하고 천연 자원을 보존하는 데 매우 중요합니다.

흑연 전극은 환경 친화적인 것으로 간주됩니다.

전기 아크로는 이러한 전극을 사용하여 금속 스크랩을 녹여 새로운 철강 제품을 만듭니다. 새로운 원료를 채굴할 필요성을 최소화합니다.

또한 흑연 전극은 기존 제철 에너지원에 비해 탄소 배출량이 적습니다.

결론:

흑연은 다양한 특성을 가지고 있어 전극을 제조하는 데 가장 적합한 소재입니다. 높은 에너지 전달, 내열성, 가공성 등 흑연은 모든 면에서 뛰어난 성능을 발휘합니다.

다른 재료와 달리 흑연은 높은 열 충격과 열에도 분해되지 않습니다. 이는 강철을 만들 때 전기 아크로를 사용하는 일반적인 시나리오입니다.

또한 전극을 쉽게 성형할 수 있습니다. 따라서 기업들은 애플리케이션에 따라 전극의 치수를 맞춤화합니다.