الکترودهای گرافیت:
الکترودهای گرافیتی الکترودهایی هستند که از کک نفتی، قطران زغال سنگ و برخی مواد افزودنی ساخته می‌شوند و با اکستروژن، پخت، آغشته کردن، گرافیت‌سازی و ماشین‌کاری شکل می‌گیرند و در کاربردهایی که نیاز به سطوح قابل توجهی از هدایت الکتریکی و تحمل دماهای بالا دارند، استفاده می‌شوند. این الکترودها به‌طور برجسته در کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) برای مایع کردن ضایعات آهن و فولاد و در موارد نادر برای آهن با احیا مستقیم استفاده می‌شوند. الکترودهای گرافیت همچنین برای پالایش فولاد در کوره‌های ملاقه‌ای و در سایر فرآیندهای ذوب استفاده می‌شوند.
الکترودهای گرافیت دارای مزایایی نسبت به سایر انواع الکترودها هستند، مانند هزینه کم، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب، مقاومت الکتریکی کم و ماشین‌کاری آسان.
درجات مختلف الکترود گرافیتی
الکترودهای گرافیت RP پایین‌ترین درجه الکترودهای گرافیتی هستند، با چگالی 1.55-1.65 g/cm3، مقاومت 7.5-8.5 μΩm، ضریب انبساط حرارتی 2.2-2.6 × 10-6 /K، محتوای خاکستر 0.3 -0.5٪ و مقاومت مکانیکی 7.5-13 MPa. الکترودهای گرافیت RP برای کوره های قوس الکتریکی با قدرت کم یا عملکرد قوس کوتاه مناسب هستند.
الکترودهای گرافیتی HP درجه متوسط الکترودهای گرافیتی با چگالی 1.65-1.75 گرم بر سانتی متر مکعب هستند.
مقاومت 5.5-6.8 μΩm، ضریب انبساط حرارتی 1.6-1.9 x 10-6 /K، محتوای خاکستر 0.2-0.3٪ و مقاومت مکانیکی 9.5-15 مگاپاسکال. الکترودهای گرافیتی اچ پی برای کوره های قوس الکتریکی با قدرت متوسط یا عملکرد قوس طولانی مناسب هستند.
الکترودهای گرافیتی SHP الکترودهای گرافیتی با عیار بالا، با چگالی 1.70-1.80 گرم بر سانتی متر مکعب، مقاومت 4.5-5.8 μΩm، ضریب انبساط حرارتی 1.5-1.8 × 10-6 /K، محتوای خاکستر 0.2٪ هستند. و مقاومت مکانیکی 10-18 مگاپاسکال. الکترودهای گرافیتی SHP برای کوره های قوس الکتریکی با عملکرد پرقدرت یا فوق العاده با توان مناسب هستند.
الکترودهای گرافیتی UHP درجه بسیار بالایی از الکترودهای گرافیتی هستند، با چگالی 1.75-1.85 g/cm3، مقاومت 4.0-5.0 μΩm، ضریب انبساط حرارتی 1.1-1.4 x 10-6 /K، محتوای خاکستر 0.2٪ و مقاومت مکانیکی 11-20 MPa. الکترودهای گرافیتی UHP برای کوره های قوس الکتریکی با قدرت فوق العاده بالا یا عملکرد در شرایط شدید مناسب هستند.
کاربردهای الکترودهای گرافیتی
الکترودهای گرافیت علاوه بر فولادسازی، کاربردهای مختلفی نیز دارند، مانند:
کوره های سیلیکونی صنعتی، کوره های فسفر زرد، کوره های کوراندوم و غیره به عنوان الکترودهای رسانا.
سلول های سوخت زیستی کوچک شده و باتری های زیستی، به عنوان بیوکاتدهای پرقدرت.
جوشکار ورق فلزی تقریباً برای هر فلزی به عنوان آهن لحیم کاری.
حسگرهای الکتروشیمیایی و حسگرهای زیستی، به عنوان پروب های یکبار مصرف.
نحوه استفاده از الکترودهای گرافیتی در فولادسازی کوره قوس الکتریکی:
فولادسازی با کوره قوس الکتریکی (EAF) فرآیندی است که از جریان الکتریکی برای ذوب آهن قراضه و فولاد و گاهی اوقات آهن احیا شده مستقیم (DRI) در یک کوره استفاده می‌کند. جریان الکتریکی توسط الکترودهای گرافیتی ایجاد می شود که به کوره وارد شده و به منبع تغذیه متصل می شوند. الکترودهای گرافیتی به عنوان رسانای الکتریسیته و همچنین به عنوان منبع گرما عمل می کنند.
نقش و عملکرد الکترودهای گرافیتی در فرآیند عبارتند از:
برای انتقال انرژی الکتریکی از منبع تغذیه به مذاب فولاد در کوره، ایجاد قوس الکتریکی بین الکترودها و ضایعات فلزی. قوس الکتریکی دمایی تا 3000 درجه سانتی گراد تولید می کند که برای ذوب ضایعات فلزی و تشکیل فولاد مذاب کافی است.
برای کنترل دما و ترکیب شیمیایی فولاد مذاب با تنظیم جریان، ولتاژ و موقعیت الکترود. الکترودهای گرافیتی همچنین می توانند برای تزریق اکسیژن، کربن یا سایر مواد افزودنی به فولاد مذاب برای اصلاح خواص و کیفیت آن استفاده شوند.
برای تحمل دماهای بالا و شرایط خورنده در کوره بدون ذوب یا شکستن. الکترودهای گرافیتی دارای رسانایی حرارتی بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین، استحکام مکانیکی بالا و مقاومت الکتریکی پایین هستند که آنها را برای فولادسازی EAF مناسب می‌کند.
