Rodzaje elektrod grafitowych

W zależności od różnych użytych surowców oraz różnic we wskaźnikach fizycznych i chemicznych gotowych produktów, elektrody grafitowe dzielą się na trzy odmiany: elektrody grafitowe zwykłej mocy (klasa RP), elektrody grafitowe dużej mocy (klasa HP) i elektrody ultra- elektrody grafitowe dużej mocy (gatunek UHP).

Dzieje się tak, ponieważ elektrody grafitowe są stosowane głównie jako materiały przewodzące w piecach do produkcji stali łukiem elektrycznym. W latach 80. XX w. międzynarodowy przemysł hutniczy z piecami elektrycznymi podzielił elektryczne piece łukowe na trzy kategorie w oparciu o moc wejściową transformatorów na tonę pojemności pieca: piece elektryczne zwykłej mocy (piece RP), piece elektryczne dużej mocy (piece HP), oraz piece elektryczne ultra dużej mocy (piece UHP). Moc wejściowa transformatora o wydajności 20 ton lub większej na tonę pieca elektrycznego o zwykłej mocy wynosi zazwyczaj około 300 kW/t; Piec elektryczny dużej mocy ma wydajność około 400kW/t; Piece elektryczne o mocy wejściowej 500-600kW/t poniżej 40t, 400-500kW/t pomiędzy 50-80t i 350-450kW/t powyżej 100t nazywane są piecami elektrycznymi o ultrawysokiej mocy. Pod koniec lat 80. kraje rozwinięte gospodarczo wycofały dużą liczbę małych i średnich pieców elektrycznych zwykłej mocy o pojemności poniżej 50 ton. Większość nowo wybudowanych pieców elektrycznych to duże piece elektryczne o ultra dużej mocy, o pojemności 80-150 ton, a moc wejściowa została zwiększona do 800 kW/t. Na początku lat 90. moc niektórych pieców elektrycznych o bardzo dużej mocy zwiększono do 1000–1200 kW/t. Elektrody grafitowe stosowane w piecach elektrycznych dużej i bardzo dużej mocy pracują w bardziej rygorystycznych warunkach. W związku ze znacznym wzrostem gęstości prądu przepływającego przez elektrody powstają następujące problemy: (1) wzrasta temperatura elektrody pod wpływem ciepła oporowego i przepływu gorącego powietrza, co powoduje wzrost rozszerzalności cieplnej elektrod i złączy, a także wzrost zużycia utleniającego elektrod. (2) Zwiększa się różnica temperatur pomiędzy środkiem elektrody a zewnętrznym okręgiem elektrody, a naprężenia termiczne spowodowane różnicą temperatur również odpowiednio rosną, powodując, że elektroda jest podatna na pękanie i łuszczenie się powierzchni. (3) Zwiększona siła elektromagnetyczna powoduje silne wibracje, a przy silnych wibracjach wzrasta prawdopodobieństwo pęknięcia elektrody z powodu luźnych lub rozłączonych połączeń. Dlatego właściwości fizyczne i mechaniczne elektrod grafitowych dużej i bardzo dużej mocy muszą być lepsze niż w przypadku zwykłych elektrod grafitowych mocy, takie jak niższa rezystywność, większa gęstość nasypowa i wytrzymałość mechaniczna, niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej i dobra odporność na szok termiczny.