O grafite e o carbono são dois materiais populares usados na fabricação de eletrodos. Ambos são bons condutores de eletricidade. No entanto, suas propriedades, vida útil, aplicações e processos de produção são diferentes.
Esta postagem sobre eletrodo de grafite versus eletrodo de carbono faz uma comparação detalhada desses eletrodos. Seu objetivo é fornecer um entendimento claro sobre eles.
Eletrodo de grafite vs. eletrodo de carbono: Comparação de diferentes fatores
Definição
Um eletrodo de grafite é um componente condutor com estrutura cilíndrica. Ele é usado em fornos elétricos a arco para fundir aço, metais ou ligas metálicas.
O eletrodo consiste em coque de agulha de petróleo de qualidade fina e agentes ligantes.
Em geral, ele vem em três tipos: Eletrodo de grafite comum, eletrodo de grafite de alta potência e eletrodo de grafite de ultra-alta potência.
O eletrodo de carbono é composto por carvão antracito calcinado, coque de petróleo, grafite e outras matérias-primas.
Um eletrodo de carbono é usado em fornos elétricos a arco para fundir silício, ferroligas, fósforo amarelo, carbeto de cálcio, corindo e muito mais.
Processo de produção
Eletrodo de grafite
A produção de eletrodos de grafite envolve várias etapas. Ela começa com a coleta de matérias-primas, como coque de agulha de petróleo e asfalto.
Essas matérias-primas são trituradas e enviadas para peneiramento. Na etapa seguinte, elas são misturadas para obter uma consistência pastosa.
Os engenheiros moldam essa pasta em eletrodos cilíndricos usando uma prensa de extrusão. O processo ajuda os eletrodos a manter sua estrutura.
Em seguida, eles assam os eletrodos moldados em uma temperatura alta. A temperatura pode chegar a 1000 °C. O cozimento é seguido pelo processo de impregnação do piche.
Em uma autoclave, um impregnante penetra nos poros dos eletrodos sob determinada pressão e temperatura.
O processo melhora a força e a resistência elétrica dos eletrodos.
Grafitização é o segundo processo de cozimento que converte os eletrodos em eletrodos de carbono grafite. A temperatura chega a 3.000°C nesse processo.
Por fim, os fabricantes processam os eletrodos para obter dimensões específicas.
Eletrodo de carbono
A produção do eletrodo de carbono segue etapas semelhantes. Primeiro, os fabricantes coletam matérias-primas como carvão antracito calcinado, coque de petróleo e grafite. Eles trituram esses materiais para formar um pó fino.
Depois disso, o pó é misturado com um aglutinante (piche de alcatrão de carvão) para criar uma mistura fina. O processo de mistura une todas as partículas de carbono.
Na etapa seguinte, essa mistura é moldada em eletrodos por meio de extrusão. Depois disso, os fabricantes os assam em temperaturas que variam entre 1.000°C e 1.200°C. O cozimento torna os eletrodos duros.
Se os eletrodos tiverem alguns poros, os engenheiros os preenchem com um material de ligação. Eles fazem essa impregnação em uma autoclave.
Assim como os eletrodos de grafite, esses eletrodos também passam por um processo de grafitização. Ele envolve o recozimento em alta temperatura (cerca de 3000°C).
Por fim, os fabricantes os moldam para obter dimensões específicas, dependendo de suas aplicações.
Propriedades físicas e químicas
Eletrodo de grafite
- Os eletrodos de grafite são feitos principalmente de grafite natural ou sintético.
- O grafite é um excelente condutor de eletricidade devido aos seus elétrons deslocalizados que se movem livremente.
- Os eletrodos de grafite oferecem alta condutividade térmica devido à sua estrutura cristalina. Ele pode dispersar rapidamente o calor durante aplicações de alta temperatura.
- Os eletrodos de grafite têm alta inércia química. Eles podem suportar todos os tipos de produtos químicos devido à sua resistência à oxidação e à corrosão.
- Os átomos de carbono do grafite formam uma forte ligação covalente. Portanto, os eletrodos de grafite têm um alto ponto de fusão (cerca de 3600 °C).
Eletrodo de carbono
- Os eletrodos de carbono compreendem carbono amorfo ou materiais mistos de carbono.
- Os eletrodos de carbono são fornecidos com condutividade elétrica moderada.
- Esses eletrodos têm uma estabilidade térmica decente. No entanto, ela é inferior à do grafite.
- Assim como o grafite, o carbono também é quimicamente inerte. Ele não se degrada por reações eletroquímicas.
Aplicativos
Eletrodo de grafite
- Os eletrodos de grafite são os principais componentes dos EAFs (Fornos Elétricos a Arco). Vários setores usam esse forno para a produção de aço e para derreter sucata.
- Os fornos-panela de refino também usam eletrodos de grafite para o refino secundário de aço.
- Os fornos de arco submerso também empregam eletrodos de grafite para produzir ferro-ligas.
- Você também pode usar esses eletrodos em fornos de resistência para produzir vidro, silício e carboneto.
Eletrodo de carbono
- Os eletrodos de carbono são usados como eletrodos condutores em fornos de minério para fundir fósforo amarelo, silício, ferro-ligas etc.
- Os eletrodos de carbono têm um papel fundamental nos processos de eletrólise para a produção de cloro.
- As empresas fabricantes de baterias usam esses eletrodos como material anódico em várias baterias.
- Os eletrodos de carbono produzem muito calor quando uma corrente elétrica passa por eles. Como resultado, eles são usados em várias aplicações de aquecimento por resistência.
Custo de produção
O custo de produção de eletrodos de grafite e carbono varia de acordo com vários fatores. Esses fatores podem ser o preço atual das matérias-primas, o custo da energia, a qualidade/grau dos eletrodos e a complexidade da fabricação.
Eletrodo de grafite
Normalmente, os custos de produção dos eletrodos de grafite são mais altos do que os dos eletrodos de carbono. As matérias-primas, como o coque de agulha, são caras. Além disso, a produção geral de eletrodos de grafite é complexa.
Eletrodo de carbono
A produção de eletrodos de carbono é comparativamente mais barata. Seu processo de produção não requer grafitização, tem baixos custos de produção e altos benefícios econômicos.
Vida útil
A vida útil dos eletrodos depende de vários fatores. Entre eles estão a qualidade das matérias-primas, o manuseio dos eletrodos, a operação, o projeto e a intensidade da corrente dos fornos elétricos a arco.
Eletrodo de grafite
Em aplicações práticas, a vida útil média dos eletrodos de grafite é de 50 a 80 vezes de fundição e, em geral, precisam ser substituídos. Para equipamentos de fundição de grande porte, como altos-fornos, a vida útil média pode chegar a mais de 100 vezes.
Eletrodo de carbono
Os eletrodos de carbono têm uma vida útil relativamente mais curta. Sua baixa resistência e vulnerabilidade à oxidação os tornam inadequados para aplicações exigentes.
Conclusão
Os eletrodos de carbono e os eletrodos de grafite têm muitas diferenças, mas também têm características semelhantes. Compreendendo seu desempenho e aplicação, você pode fazer melhor uso deles e aumentar a eficiência de sua produção industrial. Se quiser saber mais, entre em contato com a Jinsun hoje mesmo.
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