Grafitové elektródy vo výrobe ocele EAF: Výber akosti a kontrola spotreby

Elektrická oblúková pec na tavenie ocele používa grafitovú elektródu UHP pre výkon EAF pri 18 až 25 A/cm² s CTE 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň, zvyčajne v priemeroch 400 mm až 600 mm na vsuvke T4 alebo T5. Voľba HP alebo menšieho priemeru obmedzí výkon, ktorý môžete pretlačiť cez stĺpec, a tento uzáver sa zobrazí priamo v čase klepnutia po klepnutie.

Odpoveď vyplýva z transformátora. Elektrická oblúková pec s vysokým výkonom alebo ultravysokým výkonom sa nachádza v pásme UHP a stĺpec musí byť dimenzovaný tak, aby jeho prúdová hustota zostala pri prevádzkovom prúde pece v rozmedzí 18–25 A/cm². UHP je špecifikovaný, pretože tento typ má CTE na úrovni 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň a odpor na alebo pod 6,5 μΩ·m – dve vlastnosti, ktoré umožňujú veľkému stĺpu prežiť opakované zásahy oblúkom bez odlupovania na povrchu alebo praskania v spoji.

Priemer je potom dôsledkom, nie slobodnou voľbou. náš600 mm UHP grafitová elektródaje veľkosť všeobecne špecifikovaná, keď transformátor tlačí prevádzkový prúd smerom k hornej časti pásma UHP, pretože väčší prierez prenáša viac prúdu pri rovnakej hustote. 400 mm stĺp na tom istom transformátore by bol požiadaný, aby dodával vyššiu hustotu, než dovoľuje pásmo, a režim zlyhania je skôr prestávka ako elegantné zníženie výkonu.

Stojí za to jasne uviesť dve hranice. Po prvé, pec, ktorej úroveň výkonu je v rozsahu HP, sa nezlepší montážou UHP: kolóna by bežala pod 18 A/cm² a kupujúci platí za maržu CTE, ktorú proces nikdy nepoužíva. Po druhé, pec, ktorá bola navrhnutá pre špecifický priemer, nemôže jednoducho vziať väčší - stožiar, upínací systém a dráha stĺpa sú postavené okolo priemeru, takže poradie elektród sa riadi konštrukciou pece a nie predchádza.

Typické priradenie tried medzi typmi pecí vyzerá takto.

Riadok EAF je ten, o ktorom je táto stránka. Ďalšie dva sa javia len preto, aby nakreslili hranicu: EAF, ktorá sa vo svojom výkonovom profile správa ako panvová pec, je iný prípad a je pokrytá tam, kde sa diskutuje o panvových peciach.

Elektróda v EAF nie je pasívny vodič. Je to spotrebný materiál, ktorý súčasne prenáša prúd, vyžaruje teplo a je erodovaný oblúkom, ktorý vytvára, a pochopenie, ktorý z týchto troch je dominantný, vám povie, odkiaľ pochádzajú náklady.

Oblúk sa vytvorí medzi špičkou elektródy a šrotom alebo taveninou. Hrot dosahuje veľmi vysokú teplotu a grafit skôr sublimuje ako sa topí – preto sa spotreba elektródy v EAF meria skôr ako strata dĺžky a priemeru než ako opotrebenie kontaktného povrchu. Rýchlosť tejto straty závisí od toho, koľko energie dodáva oblúk a koľko z nej stĺp namiesto toho absorbuje.

Toto rozdelenie riadi odpor. Každý mikrohm-centimeter merného odporu pozdĺž stĺpca premení dodanú energiu na teplo vo vnútri grafitu a nie na teplo v oblúku a toto vnútorné zahrievanie je to, čo poháňa oxidáciu hrotu a stratu bočnej steny. Toto je mechanizmus, ktorý stojí za špecifikáciou UHP 6,5 μΩ·m alebo menej: nie je to abstraktný ukazovateľ kvality, je to číslo, ktoré určuje, koľko výkonu pece sa dostane do šrotu.

CTE riadi druhú polovicu problému. Každé teplo podrobuje kolónu tepelnému cyklu a expanzia na stupeň teploty určuje napätie v spoji a pri akejkoľvek povrchovej chybe. UHP pri 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň dáva najširšiu rezervu z troch stupňov, čo je najdôležitejšie v momente zapálenia oblúka a v momente, keď sa zastaví, keď je teplotný gradient pozdĺž stĺpa najstrmší.

Prúdová hustota sedí nad oboma. Je to prúd na jednotku plochy a jeho posunutie nad hornú časť pásma triedy urýchľuje stratu hrotu a zvyšuje pravdepodobnosť zlomeniny kĺbu. Publikované pásma – pod 17 A/cm² pre RP, 17–22 A/cm² pre HP, 18–25 A/cm² pre UHP – popisujú rozsah, v ktorom je každá trieda navrhnutá na prevádzku, a typická odporúčaná prúdová hustota sa mení podľa priemeru a typu pece.

Tri profily zaťaženia pece pokrývajú takmer každý EAF v prevádzke a každý mapuje inú odpoveď.

Vysokovýkonná pec s transformátorom dimenzovaným na tavenie v krátkom cykle odpichu po odpich patrí do UHP, 18–25 A/cm², v najväčšom priemere stožiar akceptuje. Toto je štandardná konfigurácia pre modernú výrobu ocele a rozsah 400 – 600 mm je miesto, kde sa nachádza väčšina objemu, takže výber medzi400 mm grafitová elektródaa 600 mm stĺp je upevnený skôr stožiarom a transformátorom ako prednostne.

Stredne výkonná pec, ktorá sa taví, ale nepracuje s agresívnym energetickým programom vysokovýkonnej dielne, môže sedieť v pásme HP, 17–22 A/cm². Rovnaká fyzická pec môže byť postavená v ktorejkoľvek triede v závislosti od toho, ako ju prevádzkuje operátor, a preto sa transformátor a prevádzková prax musia čítať spoločne a nie samotný typový štítok.

Pec používaná na špeciálnu oceľ s dlhými časmi rafinácie strávi viac času udržiavaním ako tavením a jej efektívna prevádzka je bližšie k pásmu HP, aj keď typový štítok naznačuje opak. Rovnaká logika vysvetľuje, prečo panvové pece, ktoré iba udržiavajú a ohrievajú, majú výkon 17–22 A/cm²: tepelný cyklus je kratší a menej prudký a potrebná prúdová hustota je nižšia.

Pravidlo, ktoré platí pre všetky tri profily, je, že trieda sa riadi prevádzkovým bodom, nie vlastným popisom predajne. Mlyn, ktorý sa nazýva obchod s vysokým výkonom, ale prevádzkuje svoju pec v prevádzkovom bode HP, by si mal kúpiť HP a povedať to na rovinu je pre kupujúceho užitočnejšie ako ďalšia tabuľka kategórií štítkov.

Spotreba grafitových elektród pri výrobe ocele EAF má tri zdroje a iba jeden z nich je plne v rukách kupujúceho. Zámerne nezverejňujeme miery spotreby v kilogramoch na tonu ocele, pretože tieto údaje sú špecifické pre pec, zmes vsádzok a prevádzkovú prax a uvádzanie všeobecného čísla by bol výmysel, ktorý by sa obliekal ako údaj.

Strata hrotu je prvým zdrojom. Špička elektródy pri horení oblúka sublimuje a rýchlosť závisí od hustoty prúdu a od toho, koľko kyslíka dosiahne špičku. Kupujúci to riadi pomocou prúdovej hustoty - zostáva v pásme stupňa, a nie tlačením na vrchol - a pomocou penovej trosky, ktorá chráni špičku pred atmosférou.

Oxidácia bočných stien je druhá. Kyslík v atmosfére pece napáda stĺpec nad čiarou trosky a strata sa zrýchľuje všade tam, kde je povrch horúci. Kupujúci to kontroluje pomocou trosky, cez tesnenie okolo strechy pece a tým, že kolóna nie je spustená na vyššiu teplotu, ako si proces vyžaduje – čo sa vracia späť k odporu a hustote prúdu.

Rozbitie je tretie a najdrahšie na podujatie. Rozbitý stĺp odvádza teplo a často poškodzuje okolité zariadenia. Jeho príčiny sú skôr mechanické ako tepelné: spoj, ktorý nebol dotiahnutý podľa správnej špecifikácie, vsuvka, ktorá nezodpovedá objímke, stĺpik, ktorý spadol počas nabíjania, alebo odpadová nálož, ktorá pristane na elektróde. Kupujúci to kontroluje skôr prostredníctvom manipulačnej disciplíny a vstupnej kontroly než prostredníctvom špecifikácie.

Vzorec, ktorý stojí za internalizáciu, je ten, že špecifikácia kontroluje dva z troch zdrojov a disciplína kontroluje tretí. Nákup vyššej triedy nemôže kompenzovať spôsob nabíjania, pri ktorom sa na kolónu vrhá ťažký šrot, a žiadne množstvo starostlivého zaobchádzania nezachráni kolónu, ktorá je permanentne prevádzkovaná nad aktuálnou hustotou.

Vstupná kontrola v EAF je rýchla, ak sú dokumenty správne, pretože dôležité sú kontroly, ktoré COA už hlási.

Odolnosť voči ASTM C611 je prvá. Pre UHP by mala byť hodnota 6,5 ​​μΩ·m alebo nižšia a certifikát by mal pomenovať metódu a nie kvalitatívne popisovať výsledok. Sypná hustota 1,68 g/cm³ alebo vyššia a pevnosť v ohybe 11,0 MPa alebo viac pre UHP sú ďalšie dva, pričom pevnosť v ohybe je vlastnosť, ktorá najpriamejšie predpovedá, či kolóna prežije manipuláciu a nabíjanie.

Popol na úrovni alebo pod 0,5 % je dôležitý z dôvodu, ktorý sa dá ľahko prehliadnuť: popol je neuhlíková frakcia a ovplyvňuje tak oxidačné správanie hrotu, ako aj rozsah, v akom elektróda prispieva nežiaducim materiálom do taveniny. Pre obchod vyrábajúci čistú oceľ je to metalurgická úvaha, nielen špecifikácia.

CTE pri 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň pre UHP uzatvára sadu. Pretože CTE sa nie vždy uvádza na každom COA, praktickou kontrolou je potvrdiť, že hodnota je uvedená pre šaržu a nie ako typická hodnota, a porovnať ju s predchádzajúcou šaržou od toho istého dodávateľa a nie iba so špecifikáciou.

Thegrafitová elektróda COAKontroly oceliarní prevádzkovaných na vstupných elektródach presahujú týchto päť v rámci úplného auditu, ale päť je pracovné minimum pre rutinnú zásielku. Čokoľvek, čo príde bez čísla šarže alebo s COA, ktoré hlási výsledky bez metód, je zásielka, ktorú nemôžete otestovať.

Akú kvalitu používajú oceliarne EAF?

Vysokovýkonné a ultravýkonné elektrické oblúkové pece používajú UHP v pásme 18–25 A/cm², s CTE 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň a odporom 6,5 μΩ·m. Stredne výkonné pece s jemnejším energetickým programom môžu využívať HP pri 17–22 A/cm². Trieda sa riadi prevádzkovým bodom stanoveným transformátorom a prevádzkovou praxou, nie výrobným štítkom.

Aký priemer by mala používať 100 t pec?

Priemer sa riadi skôr dizajnom transformátora a stožiara než hmotnosťou kohútika, takže 100 t pec môže byť legitímne postavená na rôznych priemeroch. Potvrďte priemer, aký akceptuje stožiar a upínací systém, potom skontrolujte, či výsledná hustota prúdu pri prevádzkovom prúde zostáva v pásme UHP 18–25 A/cm². Ak nie, priemer alebo trieda sú nesprávne.

Prečo sa spotreba elektród medzi jednotlivými ohrevmi líši?

Poháňajú ho tri zdroje: sublimácia hrotu, oxidácia bočnej steny a zlomenie. Strata hrotu závisí od hustoty prúdu a kyslíka, ktorý dosiahne hrot; oxidácia závisí od praxe trosky a utesnenia strechy; zlomenie je mechanické a zvyčajne súvisí s utiahnutím spoja, prispôsobením bradaviek alebo postupom nabíjania. Iba prvý je podstatne kontrolovaný špecifikáciou.

Ako znížim poškodenie elektródy?

Berte to skôr ako problém s manipuláciou a kontrolou než ako problém so špecifikáciou. Potvrďte typ vsuvky podľa výkresu výrobcu, dotiahnite spoje podľa špecifikovaného postupu, pred montážou skontrolujte poškodenie pri preprave a zabráňte pristátiu ťažkého odpadu na kolóne počas nabíjania. Vyššia trieda nestanovuje postup nabíjania, pri ktorom odpadne šrot na elektródu.

Znamená vyššia prúdová hustota vždy rýchlejšie tavenie?

Nie. Nad hornou hranicou pásma sa extra prúdová hustota premení na stratu hrotu, oxidáciu a namáhanie spoja, a nie na viac tepla v šrote. Každá trieda má pracovný rozsah – pod 17 A/cm² pre RP, 17 – 22 pre HP, 18 – 25 pre UHP – a najrýchlejšia tavenina pochádza z prevádzky blízko vrcholu pásma, nie za ním.

Mal by niekedy EAF prevádzkovať HP namiesto UHP?

Áno, tam, kde transformátor a prevádzková prax stanovili prevádzkový bod v pásme 17–22 A/cm². Stredne výkonná pec, ktorá nepoužíva agresívny energetický program, nemá z UHP žiadnu výhodu, pretože kolóna by pracovala pod 18 A/cm². Priraďte triedu k služobnému bodu, nie ku kategórii obchodu.

Povedzte nám priemer, triedu, dĺžku a typ vsuvky a náš technický tím potvrdí špecifikáciu a harmonogram prepravy.WhatsApp: +86 155 1882 4805 · E-mail: inquiry@zaferroalloy.com· alebo odošlite formulár na našej stránkekontaktná stránka.

Priemer:

Stupeň (RP/HP/UHP):

Dĺžka (mm):

Typ vsuvky (T3/T4/T5/T6):

Mesačné množstvo (t):

Cieľový prístav:

Cieľová cena (voliteľné):