Как используется графитовый электрод?

The uses of graphite electrode is increasing due to the development of electric arc furnace steelmaking applications. Since the 20th century, the demand for special steel has risen sharply in industries such as automobiles, aircraft, machinery, and electrolysis. After the 1950s, electric arc furnace steelmaking developed towards large-scale and ultra-high power, which improved productivity, and developed a steelmaking method for smelting ordinary steel from scrap steel.

In recent years, steel mills have begun to use scrap steel to produce ordinary steel, further promoting electric arc furnace steelmaking with the successful development of the large DC electric furnace. Graphite electrodes serve as conductors in electric arc furnace steelmaking and play a supporting role in the process.

Graphite electrode used for eaf steelmaking

Графитовый электрод is mainly used for eaf steelmaking production. They have a wide range of applications in the industry due to their electrical conductivity and high thermal and chemical stability, such as refining steel, smelting metals, and producing non-ferrous alloys.

Their high-temperature stability of it makes them suitable for various industrial processes. These graphite electrodes are used to create electric arcs in various metal melting applications. This includes melting steel and other metals, creating alloys, welding castings, and forging parts.

Они выдерживают сильные удары тока и не легко окисляются как токопроводящие проводники. Они могут выдерживать чрезвычайно высокие температуры - 3600 градусов Цельсия. В настоящее время ни один материал не может заменить графитовые электроды в процессе плавки.

Свойства графитовых электродов

• Плотность: По сравнению с другими материалами, плотность графитовых электродов выше, в пределах 1,6-1,78 г/см3.
• Проводимость: Особая слоистая структура атомов углерода в графите благоприятствует свободному потоку электронов, поэтому электропроводность является твердой.
• Прочность на изгиб: Графит обладает высокой механической прочностью, поэтому напряжение изгибающего момента на единицу площади относительно велико.
• Модуль упругости: Модуль Юнга увеличивается с ростом температуры.
• Теплопроводность: Графит является неметаллическим минералом, и его метод теплопроводности - это тепловые колебания атомов решетки для передачи тепла.
• Коэффициент теплового расширения: Он значительно ниже, чем у других материалов, и больше подходит для сред с высокими температурами и значительными изменениями.
• Устойчивость к коррозии: Благодаря своим стабильным химическим свойствам он не вступает в реакцию с другими веществами при комнатной температуре.

  

 Graphite electrode used for DC electric arc furnace

Длина дуги на единицу напряжения DC electric arc furnace is more significant than that of the AC electric arc furnace, and the operating conditions of the graphite electrodes are more severe.

Для работы на таких высоких токах промышленности требуются электроды с меньшим удельным сопротивлением, коэффициентом теплового расширения и большей насыпной плотностью.

Мы можем изменить характеристики, регулируя типы сырья и производственного процесса. Вы достигаете контроля над этими характеристиками, которые адаптируются к условиям работы электродуговой печи.

Конкретные примеры и примеры успешного использования графитовых электродов:

Сталелитейная промышленность: Они широко используются в электродуговых печах (ЭДП) для производства стали. Они служат проводящими элементами, которые создают электрическую дугу для расплавления лома. Электроды должны выдерживать экстремальные температуры и высокие механические нагрузки. Они обладают превосходной термостойкостью и механической прочностью и являются предпочтительным выбором для этого применения.

Алюминиевая промышленность: Графитовые электроды используются в плавильном процессе производства алюминия. Они используются при электролизе оксида алюминия (оксида алюминия) в электролитических ячейках. Они выступают в качестве катода, проводя ток для отделения алюминия от глинозема. Высокая электропроводность и химическая стабильность графита подходят для этого процесса.

Кремниевая промышленность: Они могут производить кремний и другие материалы на основе кремния. При рафинировании кремния кварц, кокс и т.д. используются в качестве сырья для получения высокочистого кремния посредством химических реакций. Они используются в печи сопротивления для обеспечения необходимого тепла для реакции. Они обладают превосходной термической стабильностью и химической стойкостью.

Литейная промышленность: Графитовые электроды производят чугунные и стальные изделия в литейных цехах. В этом процессе они используются в электродуговых печах для расплавления металла и выступают в качестве проводников при запуске процесса литья. Высокая температура плавления и теплопроводность графита способствуют эффективной теплопередаче и могут улучшить качество отливок.

Химическая промышленность: Они используются в различных химических процессах, требующих высоких температур и электропроводности. Например, они используются в электролизерах для получения хлорного газа и каустической соды из соляных растворов. Они также используются для создания некоторых химических веществ, таких как фторид графита, посредством электрохимических реакций.

Изменения в спросе на графитовые электроды

More than 95% of artificial graphite electrodes are used for electrodes for electric arc furnace сталеплавильное производство. Therefore, the quality of electrodes is directly proportional to the output of electric arc furnace steelmaking. Benefit from high-quality electrodes with needle coke.

As far as the world is concerned, with the increase in electric arc furnace steelmaking and the decrease in electrode unit consumption, the demand for artificial graphite electrodes may remain unchanged or slightly increase. 

В будущем

Спрос и рост: Потребность в графитовых электродах обусловлена, прежде всего, сталелитейной промышленностью, которая, вероятно, будет оставаться высокой по мере роста мирового производства стали. Более того, развивающиеся отрасли, такие как электромобили и возобновляемые источники энергии, вероятно, будут стимулировать дальнейший спрос на них, особенно для таких применений, как производство литий-ионных батарей.

Устойчивость и экологические проблемы: В связи с растущим вниманием к устойчивому развитию и сокращению выбросов углекислого газа, промышленность изучает альтернативные процессы и материалы. Хотя графитовые электроды способствуют энергоэффективным и экологичным процессам, таким как электродуговые печи, ведутся исследования по разработке более устойчивых и экологичных альтернатив.

Технологические достижения: Развитие новых технологий и материалов может повлиять на будущее графитовых электродов. Например, развитие нанотехнологий и материалов на основе углерода может привести к созданию новых электродных материалов с улучшенными характеристиками и свойствами.

Сдвиги в промышленных процессах: Эволюция промышленных процессов, например, внедрение новых технологий выплавки или альтернативных методов производства, может повлиять на спрос на них. Важно отслеживать тенденции и инновации в промышленности, чтобы оценить их перспективы.

В заключение

While graphite electrode plays a significant role in various industries and applications, predicting their future requires considering multiple factors. The growth of industries that rely on graphite electrode, advancements in materials science, sustainability concerns, and emerging technologies will shape the future landscape. Monitoring industry trends and technological advances is crucial to determine their long-term prospects.