Причины, по которым электроды изготавливаются из графита?

Электроды - это проводники, которые помогают току входить или выходить из среды. В различных отраслях промышленности они используются в различных устройствах для разных целей. Одно из наиболее распространенных применений - электродуговые печи (ЭДП) для выплавки стали. Хотя электроды могут быть изготовлены из различных проводящих материалов, наиболее предпочтительным выбором является графит. Интересно, каковы могут быть причины? Дочитайте этот пост до конца.

Свойства, делающие графит идеальным материалом для электродов

Графит - это разновидность углерода, известная своей кристаллической структурой и металлическим покрытием. Высокая электропроводность, термическая стабильность и некоторые другие свойства делают его пригодным для изготовления электродов.

Давайте рассмотрим все характеристики графита, которые делают его лучшим электродным материалом.

Высокая электропроводность

Электроды должны обладать высокой электропроводностью, чтобы быстро передавать заряд на оборудование. Кроме того, они должны сохранять стабильные характеристики во время электрохимических реакций.

Например, эффективная электропроводность имеет решающее значение для электродуговая печь для преобразования электрической энергии в тепловую. Ведь неправильное тепло может повлиять на процесс выплавки стали.

Графит - замечательный проводник электричества, поэтому компании используют его для изготовления электродов. Этот аллотроп углерода имеет слоистую структуру, расположенную в виде гексагонального узора, что обеспечивает свободное перемещение электронов между слоями.

Помимо высокой электропроводности, графитовые электроды способны выдерживать большие токовые нагрузки.

Устойчивость к тепловому удару

Еще одна причина, по которой компании выбирают графит для производства электродов, заключается в том, что он способен выдерживать сильные тепловые удары.

Поскольку графит имеет низкий коэффициент теплового расширения, он может выдерживать резкие перепады температуры.

Графит выдерживает температуру от -400°F до 850°F в окисленной атмосфере.

Тепловой удар может влиять на эффективность электродов различными способами. Например, он может привести к разрушению структуры электрода. Кроме того, он может сократить производительность и срок службы электрода.

Электроды могут подвергаться тепловому удару во время выплавки стали в электродуговых печах. Даже во время дуговой сварки электроды подвергаются быстрому нагреву и охлаждению.

Электроды, изготовленные из других материалов, не выдерживают такого быстрого изменения температуры. Поэтому графит является популярным выбором для изготовления электродов.

Высокая теплостойкость

Графит способен выдерживать сильное тепловое воздействие. В конце концов, его температура плавления составляет 3650°C. В результате электроды из графита выдерживают высокую температуру.

Они могут выдерживать даже максимальную температуру дуговой электропечи UHP. Температура в таких печах может достигать 3500°C. Обычно такая температура достигается при выплавке стали.

Электроды на основе графита не теряют своей структурной целостности при сильном нагреве. Слоистая структура атомов графита помогает ему быстро рассеивать тепло.

Электродам из других материалов нелегко сохранить свои характеристики в условиях такого сильного нагрева.

Долговечность

Графитовое соединение известно своей высокой механической прочностью. Хотя он бывает разных сортов, сила растяжения графита колеблется между 20 и 40 МПа.

Благодаря высокой структурной целостности производители используют его для изготовления электродов. Ведь электроды сохраняют свою целостность при сильном нагреве и механическом давлении.

Графитовые электроды не трескаются. Они не изнашиваются под высоким давлением электропечи.

При этом они способны выдерживать сильное давление в процессе плавки стали в электродуговой печи. 

Легко поддается формовке

Графит можно легко формовать в различные формы. Это еще одно качество, которое делает графит идеальным для изготовления электродов.

Атомная структура графита имеет слабую промежуточную связь, благодаря чему он легко поддается формовке.

Графитовые электроды изготавливаются различных размеров в зависимости от их применения. Они имеют уникальные размеры для различных отраслей промышленности.

Даже для электрических печей разных типов требуются графитовые электроды различных размеров и спецификаций.

Высокая химическая стабильность

Химическая инертность должна быть главной характеристикой электрода. Электроды должны работать в различных средах. Следовательно, они не должны вступать в реакцию с химическими веществами и газами.

Хорошо то, что графитовые электроды обладают высокой химической стойкостью. Они не вступают в реакцию при воздействии кислотной или щелочной среды. Помните, что такие среды часто встречаются в различных областях обработки металлов.

Графитовый электродный стержень может сохранять свою целостность в течение длительного времени. Они выполняют свои функции даже в химической среде. Поэтому компании используют их в аккумуляторах, электропечах и топливных элементах.

Кроме того, химическая инертность графитовых электродов сводит к минимуму риск возникновения многочисленных опасных реакций.

Самосмазывающиеся свойства

Эти электроды особенно полезны для литейных цехов и электродуговых печей. Благодаря самосмазыванию графитовые электроды вызывают меньшее трение печи и самих себя. Это означает, что вы будете тратить меньше денег на техническое обслуживание. Кроме того, электроды прослужат вам долгое время.

Электроды из графита предпочтительны для многочисленных электрохимических и промышленных процессов благодаря своим самосмазывающимся свойствам.

Эффективная стоимость

Графитовые электроды также не требуют больших затрат. Компании используют их в электродуговых печах, которые потребляют значительно меньше энергии, чем традиционные печи. Это, естественно, снижает общие эксплуатационные расходы.

Кроме того, поскольку графитовые электроды обладают высокой электропроводностью, в процессе работы они теряют незначительное количество тепла. Поэтому электродуговые печи нагревают и плавят сталь за меньшее время.

Графитовые электроды отличаются высокой механической и термической прочностью. Благодаря этому они служат дольше, чем угольные электроды.

Устойчивое развитие

Устойчивое развитие промышленности имеет решающее значение для минимизации загрязнения и сохранения наших природных ресурсов.

Графитовые электроды считаются экологически чистыми.

В электродуговых печах эти электроды используются для расплавления металлических отходов и производства новых стальных изделий. Это сводит к минимуму необходимость добычи нового сырья.

Кроме того, графитовые электроды имеют низкий уровень выбросов углерода по сравнению с традиционными источниками энергии для сталеплавильного производства.

Заключение:

Графит обладает многочисленными свойствами, что делает его наиболее подходящим материалом для изготовления электродов. От высокой передачи энергии и теплостойкости до обрабатываемости - графит превосходит их по всем параметрам.

В отличие от других материалов, графит не разрушается при сильном тепловом ударе и нагреве. Это обычные сценарии для электродуговых печей при производстве стали.

Кроме того, электродам легко придать нужную форму. Поэтому компании подбирают размеры электродов в зависимости от их применения.