Для чого використовується графітовий електрод?

Використання графітових електродів зростає завдяки розвитку електросталеплавильного виробництва в дугових сталеплавильних печах. Починаючи з 20-го століття, попит на спеціальну сталь різко зріс у таких галузях, як автомобілебудування, літакобудування, машинобудування та електроліз. Після 1950-х років виплавка сталі в електродугових печах розвивалася в напрямку великомасштабної та надвисокої потужності, що підвищило продуктивність і дозволило розробити метод виплавки звичайної сталі з металобрухту.

В останні роки металургійні заводи почали використовувати сталевий брухт для виробництва звичайної сталі, що сприяло подальшому розвитку виплавки сталі в електродугових печах завдяки успішному розвитку великих електропечей постійного струму. Графітові електроди слугують провідниками при виплавці сталі в електродугових печах і відіграють допоміжну роль у процесі.

Графітовий електрод для виплавки електросталі

Графітовий електрод в основному використовується для електросталеплавильного виробництва. Завдяки своїй електропровідності та високій термічній і хімічній стабільності вони мають широке застосування в промисловості, наприклад, у рафінуванні сталі, виплавці металів і виробництві кольорових сплавів.

Високотемпературна стійкість робить їх придатними для різних промислових процесів. Ці графітові електроди використовуються для створення електричної дуги в різних процесах плавлення металів. Це включає плавлення сталі та інших металів, створення сплавів, зварювання виливків і кування деталей.

Вони витримують сильні удари струму і не піддаються окисленню, як струмопровідні провідники. Він може витримувати надзвичайно високі температури до 3600 градусів за Цельсієм. Наразі жоден матеріал не може замінити графітові електроди в процесі плавки.

Властивості графітових електродів

• Щільність: Порівняно з іншими матеріалами, щільність графітових електродів вища, в межах 1,6-1,78 г/см3.
• Провідність: Особлива шарувата структура атомів вуглецю в графіті сприяє вільному потоку електронів, тому провідність є суцільною.
• Міцність на вигин: Графіт має високу механічну міцність, тому напруження при вигині на одиницю площі відносно велике.
• Модуль пружності: Модуль Юнга зростає з температурою.
• Теплопровідність: Графіт - це неметалевий мінерал, і його метод теплопровідності полягає в теплових коливаннях атомів кристалічної решітки для передачі тепла.
• Коефіцієнт теплового розширення: Набагато нижчий, ніж у інших матеріалів, і більше підходить для середовищ з високими температурами та значними змінами.
• Стійкість до корозії: Завдяки своїм стабільним хімічним властивостям не вступає в реакцію з іншими речовинами при кімнатній температурі.

  

 Графітовий електрод для електродугової печі постійного струму

Довжина дуги на одиницю напруги Електродугова піч постійного струму є більш значним, ніж в електродуговій печі змінного струму, а умови експлуатації графітових електродів є більш суворими.

Для роботи на таких високих струмах промисловість потребує електродів з меншим питомим опором, коефіцієнтом теплового розширення та більшою об'ємною щільністю.

Ми можемо змінювати характеристики, змінюючи сировину та типи виробничих процесів. Ви отримуєте контроль над цими характеристиками, які адаптуються до умов експлуатації електродугової печі.

Конкретні кейси та приклади успішного використання графітових електродів:

Сталеливарна промисловість: Вони широко використовуються в електродугових печах (ЕДП) для виробництва сталі. Вони слугують провідними елементами, які створюють електричну дугу для плавлення брухту. Електроди повинні витримувати екстремальні температури і високі механічні навантаження. Вони мають відмінну термостійкість і механічну міцність і є найкращим вибором для цього застосування.

Алюмінієва промисловість: Графітові електроди використовуються в процесі виплавки алюмінію. Вони використовуються при електролізі оксиду алюмінію (алюмінію оксиду) в електролітичних елементах. Вони діють як катод, проводячи струм для відділення алюмінію від глинозему. Висока електропровідність і хімічна стійкість графіту підходять для цього процесу.

Кремнієва промисловість: Вони можуть виробляти кремній та інші матеріали на основі кремнію. У рафінуванні кремнію кварц, кокс тощо використовують як сировину для отримання кремнію високої чистоти за допомогою хімічних реакцій. Вони використовуються в печі опору для забезпечення необхідного тепла для реакції. Мають відмінну термічну стабільність і хімічну стійкість.

Ливарна промисловість: Графітові електроди використовуються для виробництва чавунних і сталевих виробів у ливарних цехах. У цьому процесі вони використовуються в електродугових печах для розплавлення металу і діють як провідники під час запуску процесу лиття. Висока температура плавлення і теплопровідність графіту сприяють ефективній теплопередачі та покращують якість виливків.

Хімічна промисловість: Вони використовуються в різних хімічних процесах, що вимагають високих температур і електропровідності. Наприклад, вони використовуються в електролізерах для отримання хлору та каустичної соди з соляних розчинів. Вони також використовуються для створення певних хімічних речовин, таких як фторид графіту, за допомогою електрохімічних реакцій.

Зміни попиту на графітові електроди

Понад 951ТП3Т електродів зі штучного графіту використовується для виготовлення електродів для електродугових печей виробництво сталі. Тому якість електродів прямо пропорційна продуктивності електросталеплавильного виробництва. Отримайте вигоду від високоякісних електродів з голчастим коксом.

Що стосується світу, то зі збільшенням обсягів виплавки сталі в електродугових печах і зниженням питомої витрати електродів попит на електроди зі штучного графіту може залишитися незмінним або дещо зрости. 

У майбутньому

Попит і зростання: Сталеливарна промисловість в першу чергу зумовлює потребу в графітових електродах, яка, ймовірно, залишатиметься високою, оскільки світове виробництво сталі зростає. Крім того, нові галузі, такі як електромобілі та відновлювана енергетика, ймовірно, сприятимуть подальшому зростанню попиту на них, особливо для таких застосувань, як виробництво літій-іонних акумуляторів.

Сталий розвиток та екологічні проблеми: Зважаючи на зростаючу увагу до сталого розвитку та зменшення викидів вуглецю, промисловість досліджує альтернативні процеси та матеріали. Хоча графітові електроди сприяють енергоефективним та екологічно чистим процесам, таким як електродугові печі, тривають дослідження, спрямовані на розробку більш стійких та екологічно чистих альтернатив.

Технологічний прогрес: Розвиток нових технологій і матеріалів може вплинути на майбутнє графітових електродів. Наприклад, розвиток нанотехнологій і матеріалів на основі вуглецю може призвести до створення нових електродних матеріалів з покращеними характеристиками і властивостями.

Зрушення в промислових процесах: Еволюція промислових процесів, наприклад, впровадження нових технологій виплавки або альтернативних методів виробництва, може вплинути на попит на них. Важливо відстежувати галузеві тенденції та інновації, щоб оцінити їхні перспективи.

На завершення

Хоча графітові електроди відіграють важливу роль у різних галузях промисловості та сферах застосування, прогнозування їхнього майбутнього вимагає врахування багатьох факторів. Зростання галузей, які покладаються на графітові електроди, досягнення в матеріалознавстві, проблеми сталого розвитку та нові технології формуватимуть майбутній ландшафт. Моніторинг галузевих тенденцій і технологічних досягнень має вирішальне значення для визначення їхніх довгострокових перспектив.