Brève description et classification des électrodes en graphite

Selon la différence des matières premières utilisées et les indicateurs physiques et chimiques des produits finis, les électrodes en graphite sont divisées en trois variétés: électrodes en graphite de puissance ordinaire (grade RP), électrodes en graphite haute puissance (grade HP) et électrodes en graphite à ultra-haute puissance (grade UHP). En effet Dans les années 1980, l'industrie internationale de l'acier de fours électriques a divisé les fours de fabrication d'acier à arc électrique en trois catégories selon la puissance d'entrée du transformateur par tonne de capacité de four: fours électriques de puissance ordinaire (fournaises RP), fours électriques haute puissance (fournaises HP) et fours électriques ultra-haute puissance (fours UHP). La puissance d'entrée du transformateur des fournaises électriques de puissance ordinaire supérieures à 20 t par tonne de capacité du four est généralement d'environ 300 kW / t; Les fours électriques haute puissance sont d'environ 400 kW / t; Les fours électriques en dessous de 40T ont une puissance d'entrée de 500-600 kW / t, les fours électriques entre 50-80T ont une puissance d'entrée de 400-500kw / t, et les fours électriques au-dessus de 100T ont une puissance d'entrée de 350-450kw / t, qui sont appelés fours électriques à ultra-haute puissance. À la fin des années 1980, les pays développés économiquement avaient éliminé un grand nombre de fours électriques de puissance ordinaire de petite et moyenne taille inférieure à 50t, et la plupart des fours électriques nouvellement construits étaient des fours électriques à ultra-haute puissance de 80-150T, et la puissance d'entrée a été augmentée à 800 kW / t. Au début des années 1990, certains fours électriques à ultra-haute puissance ont été encore augmentés à 1000-1200 kW / t. Les électrodes en graphite utilisées dans les fours électriques de haute puissance et ultra-haute puissance fonctionnent dans des conditions plus strictes. À mesure que la densité actuelle traversant les électrodes augmente considérablement, les problèmes suivants surviennent:

(1) La température de l'électrode augmente en raison de la chaleur de résistance et du débit d'air chaud, ce qui augmente l'expansion thermique de l'électrode et de l'articulation, et la consommation d'oxydation de l'électrode augmente également.

(2) La différence de température entre le centre de l'électrode et le cercle extérieur de l'électrode augmente, et la contrainte thermique causée par la différence de température augmente également en conséquence, ce qui rend l'électrode sujette aux fissures et au pelage de surface.

(3) La force électromagnétique augmente, provoquant des vibrations graves. Sous des vibrations graves, la probabilité de rupture de l'électrode en raison de la connexion et de la déconnexion desserrés augmente. Par conséquent, les propriétés physiques et mécaniques des électrodes en graphite haute puissance et ultra-haute puissance doivent être meilleures que celles des électrodes de graphite de puissance ordinaires, telles que une résistivité plus faible, une densité de volume plus élevée et une résistance mécanique plus élevée, un coefficient de dilatation thermique plus faible et une bonne résistance à l'amortisseur thermique. Le tableau 1 répertorie la série standard commune et les diamètres d'électrode graphite correspondants de trois fours en acier à arc d'alimentation différents à la fin des années 1980. Afin de répondre aux besoins des aciéries pour développer des fours électriques de haute puissance et ultra-haute puissance, des usines de carbone en Europe, aux États-Unis et au Japon ont principalement produit deux normes de qualité d'électrodes en graphite depuis les années 1980, à savoir les électrodes de graphite haute puissance et les électrodes de graphite ultra-haute puissance. Les électrodes de graphite de puissance ordinaires sont rarement produites en raison de leurs petites ventes.

Les électrodes en graphite pour les fours à arc cc fours à arc DC sont un nouveau type d'équipement d'acier de fournaise électrique qui a mûri au début des années 1980. Les premiers fours à arc CC ont été modifiés sur la base des fours à arc AC d'origine. Certains utilisaient 3 électrodes en graphite et certains utilisaient 2 électrodes en graphite. Cependant, la plupart des fours à arc CC nouvellement conçus après le milieu des années 80 n'ont utilisé qu'une seule électrode en graphite. Par rapport aux fours à arc AC avec la même puissance en utilisant 3 électrodes en graphite, la surface totale des électrodes oxydé à des températures élevées est considérablement réduite. Pour les fours à arc DC fonctionnant à ultra-élevée, la consommation d'électrodes en graphite par tonne d'acier peut être réduite d'environ 50%. Lorsque le courant du four à arc DC passe à travers l'électrode, aucun effet cutané et effet de proximité ne sont produits. Le courant est réparti uniformément sur la section transversale de l'électrode. De plus, l'arc DC a une bonne stabilité, une petite vibration mécanique pendant le fonctionnement et un faible bruit de la fournaise électrique. Le diamètre de l'électrode en graphite utilisé dans une fournaise à arc CC est également calculé en fonction de la capacité du four et de la densité de courant admissible de l'électrode. Pour les fours à ultra-haute puissance avec la même puissance d'entrée, une fournaise DC utilisant une électrode en graphite a un diamètre d'électrode plus grand. Par exemple, un four à arc AC d'une capacité de 150 t utilise une électrode avec un diamètre de 600 mm, tandis qu'un four à arc de courant continu de la même capacité utilise une électrode d'un diamètre de 700-750 mm. Les exigences de qualité des fours à arc cc pour les électrodes en graphite sont plus élevées que celles utilisées dans les fours à arc AC.