Вугільні та графітові електроди: Посібник для початківців, щоб зрозуміти різницю

Графіт і вуглець - два популярні матеріали, що використовуються для виготовлення електродів. Обидва є хорошими провідниками електрики. Проте їхні властивості, термін служби, застосування та виробничі процеси відрізняються.  

У цій статті про графітові та вугільні електроди проводиться поглиблене порівняння цих електродів. Це має на меті забезпечити їх чітке розуміння. 

Графітовий електрод проти вугільного: Порівняння різних факторів

Визначення

Графітовий електрод

Графітовий електрод - це струмопровідний компонент циліндричної форми. Використовується в електродугових печах для виплавки сталі, виплавки металів або металевих сплавів.

Електрод складається з високоякісного нафтового голчастого коксу та зв'язуючих речовин. 

Як правило, вони бувають трьох типів: Звичайний графітовий електрод, графітовий електрод високої потужності та графітовий електрод надвисокої потужності.

Вугільний електрод

Вугільний електрод складається з прожареного антрацитового вугілля, нафтового коксу, графіту та іншої сировини. 

Вугільний електрод використовується в електродугових печах для виплавки кремнію, феросплавів, жовтого фосфору, карбіду кальцію, корунду тощо.

Виробничий процес

Графітовий електрод

Виробництво графітових електродів складається з різних етапів. Воно починається зі збору сировини, такої як нафтовий голчастий кокс та асфальт. 

Цю сировину подрібнюють і відправляють на просіювання. На наступному етапі їх змішують, щоб досягти пастоподібної консистенції. 

Інженери формують цю пасту в циліндричні електроди за допомогою екструзійного преса. Цей процес допомагає електродам зберігати свою структуру.

Далі відформовані електроди запікають при високій температурі. Температура може сягати 1000 °C. Після випікання відбувається процес просочення пеком. 

В автоклаві просочення проникає в пори електродів під певним тиском і температурою. 

Процес покращує міцність та електричний опір електродів.

Графітизація це другий процес запікання, який перетворює електроди на графітовані вугільні електроди. Для цього процесу температура піднімається до 3000°C. 

Нарешті, виробники обробляють електроди для досягнення певних розмірів.

Вугільний електрод 

Виробництво вугільних електродів відбувається за схожою схемою. Спочатку виробники збирають сировину, таку як прожарений антрацит, нафтовий кокс і графіт. Вони подрібнюють ці матеріали, щоб отримати дрібний порошок.

Після цього порошок змішується зі зв'язуючою речовиною (кам'яновугільним пеком) для створення дрібнодисперсної суміші. Процес змішування зв'язує всі частинки вуглецю разом.  

На наступному етапі з цієї суміші за допомогою екструзії формують електроди. Після цього виробники запікають їх при температурі від 1000°C до 1200°C. Випікання робить електроди твердими.

Якщо електроди мають пори, інженери заповнюють їх зв'язуючим матеріалом. Роблять це просочення в автоклаві.

Як і графітові електроди, ці електроди також проходять процес графітизації. Він полягає в повторному випалюванні при високій температурі (близько 3000°C).

Нарешті, виробники формують їх, щоб досягти певних розмірів залежно від їхнього застосування.

Фізичні та хімічні властивості

Графітовий електрод

• Графітові електроди переважно виготовляються з натурального або синтетичного графіту.

• Графіт є чудовим провідником електрики завдяки своїм делокалізованим електронам, які вільно рухаються.

• Графітові електроди мають високу теплопровідність завдяки своїй кристалічній структурі. Він може швидко розсіювати тепло під час високотемпературних застосувань.

• Графітові електроди мають високу хімічну інертність. Вони можуть витримувати всі типи хімічних речовин завдяки своїй стійкості до окислення і корозії.

• Атоми вуглецю графіту утворюють міцний ковалентний зв'язок. Тому графітові електроди мають високу температуру плавлення (близько 3600 °C).

Вугільний електрод

• Вугільні електроди складаються з аморфного вуглецю або змішаних вуглецевих матеріалів.
• Вугільні електроди мають помірну електропровідність.
• Ці електроди мають непогану термостійкість. Однак вона нижча, ніж у графіту.
• Як і графіт, вуглець також хімічно інертний. Він не руйнується внаслідок електрохімічних реакцій.

Додатки

Графітовий електрод

• Графітові електроди є основними компонентами електродугових печей (ЕДП). У різних галузях промисловості ця піч використовується для виплавки сталі та переплавлення металобрухту.

• У рафінувальних печах-ковшах також використовуються графітові електроди для вторинного рафінування сталі.  

• Дугові печі під флюсом також використовують графітові електроди для виробництва феросплавів.

• Ви також можете використовувати ці електроди в печах опору для виробництва скла, кремнію і карбіду.

Вугільний електрод

• Вугільні електроди використовуються як струмопровідні електроди в руднотермічних печах для виплавки жовтого фосфору, кремнію, феросплавів тощо.

• Вугільні електроди відіграють основну роль у процесах електролізу для виробництва хлору.

• Компанії-виробники акумуляторів використовують ці електроди як анодний матеріал у різних батареях.

• Вугільні електроди виробляють багато тепла, коли через них проходить електричний струм. Як наслідок, люди використовують їх у різних системах нагрівання опором.

Виробнича собівартість

Собівартість виробництва графітових і вугільних електродів варіюється залежно від різних факторів. Це можуть бути поточні ціни на сировину, вартість енергії, якість/марочність електродів та складність виробництва.

Графітовий електрод

Зазвичай собівартість виробництва графітових електродів вища, ніж вугільних. Сировина, така як голчастий кокс, коштує дорого. Крім того, загальне виробництво графітових електродів є складним.  

Вугільний електрод

Виробництво вугільних електродів порівняно дешевше. Процес його виробництва не потребує графітування, має низьку собівартість і високу економічну вигоду.

Термін служби

Термін служби електродів залежить від різних факторів. До них належать якість сировини, поводження з електродами, експлуатація, конструкція та сила струму електродугової печі. 

Графітовий електрод

На практиці середній термін служби графітових електродів становить 50-80 плавок, і, як правило, вони потребують заміни. Для великого металургійного обладнання, такого як доменні печі, середній термін служби може сягати понад 100 разів.

Вугільний електрод

Вугільні електроди мають відносно менший термін служби. Низька міцність і вразливість до окислення роблять їх непридатними для складних застосувань.

Висновок

Вугільні та графітові електроди мають багато відмінностей, але також мають схожі характеристики. Розуміння їх продуктивності та застосування допоможе краще використовувати їх та підвищити ефективність вашого промислового виробництва. Якщо ви хочете дізнатися більше, ви можете зв'язатися з Jinsun вже сьогодні.