Grafit Elektrodun Kullanım Alanları Nelerdir?

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

Grafit elektrot 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.

Güçlü akım şoklarına dayanabilir ve akım taşıyan iletkenler olarak kolayca oksitlenmezler. Santigrat 3600 derece gibi son derece yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Şu anda hiçbir malzeme eritme işleminde grafit elektrotların yerini alamaz.

Grafit Elektrotların Özellikleri

• Yoğunluk: Diğer malzemelerle karşılaştırıldığında, grafit elektrotların yoğunluğu 1,6-1,78 g/cm3 arasında daha yüksektir.
• İletkenlik: Grafitteki karbon atomlarının özel katmanlı yapısı elektronların serbest akışına elverişlidir, bu nedenle iletkenlik katıdır.
• Eğilme mukavemeti: Grafit yüksek mekanik mukavemete sahiptir, bu nedenle birim alan başına eğilme momenti gerilimi nispeten büyüktür.
• Elastikiyet modülü: Young modülü sıcaklıkla birlikte artar.
• Termal iletkenlik: Grafit metalik olmayan bir mineraldir ve ısı iletim yöntemi, ısıyı aktarmak için kafes atomlarının termal titreşimidir.
• Termal genleşme katsayısı: Diğer malzemelere göre çok daha düşüktür ve yüksek sıcaklıkların ve önemli değişikliklerin olduğu ortamlar için daha uygundur.
• Korozyon direnci: Kararlı kimyasal özellikleri nedeniyle oda sıcaklığında diğer maddelerle reaksiyona girmez.

  

 Graphite electrode used for DC electric arc furnace

Birim voltaj başına ark uzunluğu 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.

Endüstri, bu tür yüksek akımlı işlemler için daha düşük direnç, termal genleşme katsayısı ve daha yüksek yığın yoğunluğuna sahip elektrotlara ihtiyaç duymaktadır.

Hammaddeleri ve üretim süreci türlerini ayarlayarak özellikleri değiştirebiliriz. Elektrik ark ocağının çalışma koşullarına uyum sağlayan bu özellikler üzerinde kontrol sahibi olursunuz.

Grafit elektrotların başarılı kullanımına ilişkin spesifik vaka çalışmaları ve örnekler:

Çelik Endüstrisi: Çelik üretimi için Elektrik Ark Fırınlarında (EAF) yaygın olarak kullanılırlar. Hurdayı eritmek için elektrik arkını oluşturan iletken elemanlar olarak hizmet ederler. Elektrotlar aşırı sıcaklıklara ve yüksek mekanik gerilime dayanmalıdır. Mükemmel termal dirence ve mekanik mukavemete sahiptirler ve bu uygulama için tercih edilen seçimdir.

Alüminyum endüstrisi: Grafit elektrotlar alüminyum üretiminin ergitme işleminde kullanılır. Elektrolitik hücrelerde alüminyum oksitin (alüminyum oksit) elektrolizinde kullanılırlar. Katot görevi görerek alüminyumu alüminadan ayırmak için akımı taşırlar. Grafitin yüksek elektrik iletkenliği ve kimyasal kararlılığı bu sürece uygundur.

Silikon Endüstrisi: Silikon ve diğer silikon bazlı malzemeler üretebilirler. Silikon rafinasyonunda, kimyasal reaksiyonlar yoluyla yüksek saflıkta silikon elde etmek için hammadde olarak kuvars, kok vb. kullanılır. Tepki için gerekli ısıyı sağlamak için bir direnç fırınında kullanılırlar. Mükemmel termal stabiliteye ve kimyasal dirence sahiptirler.

Döküm Endüstrisi: Grafit elektrotlar dökümhanelerde dökme demir ve çelik ürünleri üretir. Bu süreçte, elektrik ark ocaklarında metali eritmek için kullanılırlar ve döküm işlemine başlarken iletken görevi görürler. Grafitin yüksek erime noktası ve termal iletkenliği, verimli ısı transferini kolaylaştırır ve dökümlerin kalitesini artırabilir.

Kimya Endüstrisi: Yüksek sıcaklık ve elektrik iletkenliği gerektiren çeşitli kimyasal işlemlerde kullanılırlar. Örneğin, elektrolizörlerde tuzlu su çözeltilerinden klor gazı ve kostik soda üretmek için kullanılırlar. Ayrıca elektrokimyasal reaksiyonlar yoluyla grafit florür gibi bazı kimyasalları oluşturmak için de kullanılırlar.

Grafit elektrotlara yönelik talepteki değişiklikler

More than 95% of artificial graphite electrodes are used for electrodes for electric arc furnace ÇELİK ÜRETİMİ. 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. 

Gelecekte

Talep ve Büyüme: Çelik endüstrisi öncelikle grafit elektrotlara olan ihtiyacı yönlendirmektedir ve küresel çelik üretimi arttıkça bu ihtiyacın güçlü kalması muhtemeldir. Ayrıca, elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerji gibi gelişmekte olan endüstriler, özellikle lityum-iyon pil üretimi gibi uygulamalar için muhtemelen daha fazla talep yaratacaktır.

Sürdürülebilirlik ve Çevresel Kaygılar: Sürdürülebilirliğe ve karbon emisyonlarının azaltılmasına verilen önemin artmasıyla birlikte endüstriler alternatif süreçler ve malzemeler araştırmaktadır. Grafit elektrotlar elektrik ark ocakları gibi enerji tasarruflu ve çevre dostu proseslere katkıda bulunurken, daha sürdürülebilir ve çevre dostu alternatifler geliştirmek için araştırmalar devam etmektedir.

Teknolojik Gelişmeler: Yeni teknolojilerin ve malzemelerin geliştirilmesi grafit elektrotların geleceğini etkileyebilir. Örneğin, nanoteknoloji ve karbon bazlı malzemelerdeki gelişmeler, gelişmiş performans ve özelliklere sahip yeni elektrot malzemelerinin ortaya çıkmasını sağlayabilir.

Endüstriyel Süreçlerdeki Değişimler: Yeni eritme teknolojilerinin veya alternatif üretim yöntemlerinin benimsenmesi gibi endüstriyel süreçlerin evrimi, bunlara yönelik talebi etkileyebilir. Beklentileri ölçmek için endüstri trendlerini ve yenilikleri izlemek çok önemlidir.

Sonuç olarak

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.