Углеродные и графитовые электроды: Руководство для начинающих по изучению разницы

Графит и углерод - два популярных материала, используемых для изготовления электродов. Оба они являются хорошими проводниками электричества. Тем не менее, их свойства, срок службы, области применения и производственные процессы различны.  

В этом посте "Графитовый электрод против угольного электрода" проводится углубленное сравнение этих электродов. Его цель - дать четкое представление о них. 

Графитовый электрод против угольного электрода: Сравнение различных факторов

Определение

Графитовый электрод

Графитовый электрод - это проводящий компонент с цилиндрической структурой. Он используется в электродуговых печах для выплавки стали, плавки металлов или металлических сплавов.

Электрод состоит из высококачественного нефтяного игольчатого кокса и связующих веществ. 

Как правило, он бывает трех типов: Обычный графитовый электрод, мощный графитовый электрод и сверхмощный графитовый электрод.

Угольный электрод

Угольный электрод состоит из прокаленного антрацитового угля, нефтяного кокса, графита и других сырьевых материалов. 

Угольный электрод используется в электродуговых печах для выплавки кремния, ферросплавов, желтого фосфора, карбида кальция, корунда и др.

Производственный процесс

Графитовый электрод

Производство графитовых электродов включает в себя несколько этапов. Оно начинается со сбора сырья, такого как нефтяной игольчатый кокс и асфальт. 

Эти сырьевые материалы измельчаются и отправляются на просеивание. На следующем этапе их смешивают до получения пастообразной консистенции. 

Инженеры формуют эту пасту в цилиндрические электроды с помощью экструзионного пресса. Этот процесс помогает электродам сохранять свою структуру.

Затем отформованные электроды запекают при высокой температуре. Температура может достигать 1000 °C. За выпечкой следует процесс пропитки смолы. 

В автоклаве при определенном давлении и температуре пропитка проникает в поры электродов. 

Этот процесс повышает прочность и электрическое сопротивление электродов.

Графитизация это второй процесс обжига, в ходе которого электроды превращаются в графито-углеродные электроды. Температура при этом процессе поднимается до 3000°C. 

Наконец, производители обрабатывают электроды для достижения определенных размеров.

Угольный электрод 

Производство угольных электродов происходит по аналогичной схеме. Сначала производители собирают сырье, такое как прокаленный антрацитовый уголь, нефтяной кокс и графит. Они измельчают эти материалы до получения мелкого порошка.

После этого порошок смешивается со связующим веществом (каменноугольной смолой), чтобы получить мелкодисперсную смесь. В процессе смешивания все частицы углерода связываются вместе.  

На следующем этапе эта смесь формуется в электроды с помощью экструзии. После этого их запекают при температуре от 1000 до 1200 °C. В результате запекания электроды становятся твердыми.

Если в электродах есть поры, инженеры заполняют их связующим материалом. Такая пропитка производится в автоклаве.

Как и графитовые электроды, эти электроды также подвергаются процессу графитизации. Он включает в себя повторный обжиг при высокой температуре (около 3000°C).

Наконец, производители придают им определенные размеры в зависимости от сферы применения.

Физические и химические свойства

Графитовый электрод

• Графитовые электроды в основном изготавливаются из природного или синтетического графита.

• Графит является отличным проводником электричества благодаря свободно перемещающимся делокализованным электронам.

• Графитовые электроды обладают высокой теплопроводностью благодаря своей кристаллической структуре. Они могут быстро рассеивать тепло при работе в высокотемпературных условиях.

• Графитовые электроды обладают высокой химической инертностью. Они выдерживают воздействие всех типов химикатов благодаря устойчивости к окислению и коррозии.

• Атомы углерода в графите образуют прочную ковалентную связь. Поэтому графитовые электроды имеют высокую температуру плавления (около 3600 °C).

Угольный электрод

• Углеродные электроды состоят из аморфного углерода или смешанных углеродных материалов.
• Угольные электроды обладают умеренной электропроводностью.
• Эти электроды обладают хорошей термической стабильностью. Однако она ниже, чем у графита.
• Как и графит, углерод химически инертен. Он не разрушается в результате электрохимических реакций.

Приложения

Графитовый электрод

• Графитовые электроды являются основными компонентами электродуговых печей (ЭДП). Различные отрасли промышленности используют эту печь для выплавки стали и переплавки металлолома.

• В печах-ковшах для вторичного рафинирования стали также используются графитовые электроды.  

• В дуговых печах под флюсом также используются графитовые электроды для производства ферросплавов.

• Эти электроды также можно использовать в печах сопротивления для производства стекла, кремния и карбида.

Угольный электрод

• Угольные электроды используются в качестве токопроводящих электродов в печах для выплавки желтого фосфора, кремния, ферросплавов и т.д.

• Угольные электроды играют первостепенную роль в процессах электролиза для производства хлора.

• Компании, производящие аккумуляторы, используют эти электроды в качестве анодного материала в различных батареях.

• Угольные электроды выделяют большое количество тепла при прохождении через них электрического тока. Поэтому их используют в различных системах резистивного нагрева.

Стоимость производства

Стоимость производства графитовых и угольных электродов варьируется в зависимости от различных факторов. Это могут быть текущие цены на сырье, стоимость энергии, качество/сорт электродов и сложность производства.

Графитовый электрод

Обычно стоимость производства графитовых электродов выше, чем углеродных. Такое сырье, как игольчатый кокс, стоит дорого. Кроме того, производство графитовых электродов в целом является сложным.  

Угольный электрод

Это сравнительно более дешевое производство угольных электродов. Процесс его производства не требует графитизации, имеет низкую себестоимость и высокую экономическую выгоду.

Срок службы

Срок службы электродов зависит от различных факторов. К ним относятся качество сырья, обращение с электродами, эксплуатация, конструкция и сила тока электродуговых печей. 

Графитовый электрод

В практическом применении средний срок службы графитовых электродов составляет 50-80 плавок и, как правило, требует замены. Для крупного плавильного оборудования, такого как доменные печи, средний срок службы может достигать более 100 раз.

Угольный электрод

Угольные электроды имеют относительно короткий срок службы. Низкая прочность и подверженность окислению делают их непригодными для применения в сложных условиях.

Заключение

Угольные электроды и графитовые электроды имеют много различий, но также обладают схожими характеристиками. Понимание их характеристик и применения позволяет лучше использовать их и повысить эффективность вашего промышленного производства. Если вы хотите узнать больше, вы можете связаться с компанией Jinsun сегодня.