Ako môžu európski výrobcovia ocele vybrať vhodné veľkosti grafitových elektród pre rôzne prevádzkové podmienky EAF?

Úvod

Veľkosť grafitovej elektródy je kritickou špecifikáciou pre výrobu ocele v elektrickej oblúkovej peci, pretože priemer elektródy ovplyvňuje hustotu prúdu, elektrický odpor, mechanické zaťaženie a spôsob prenosu elektrickej energie do pece.

Pre európskych výrobcov ocele by preto výber veľkosti elektródy mal ísť nad rámec prispôsobenia priemeru elektródy kapacite pece.

Praktický výberový proces by mal zvážiť:

Transformátor pece a úroveň výkonu

Prevádzkový prúd

Priemer elektródy

Hustota prúdu

Typ grafitovej elektródy

Dizajn pece

Prax šrotu a nabíjania

Použitie kyslíka a horáka

Škvarová prax

Čas klepnutia

História spotreby elektród

Tepelné a mechanické prevádzkové podmienky

Konfigurácia bradaviek a kĺbov

GrafTech uvádza, že výber elektródy môže závisieť od faktorov vrátane konštrukcie pece, úrovne výkonu a programu príkonu, typov šrotu a postupov nabíjania, používania kyslíka a horáka, triedy ocele, času od poklepania po poklepanie, cieľov spotreby elektród a rozprašovacích krúžkov vody.

Cieľom nie je jednoducho vybrať najväčšiu dostupnú elektródu. Cieľom je identifikovať priemer a špecifikáciu elektródy, ktoré sú kompatibilné s elektrickými a prevádzkovými podmienkami pece.

Prečo je priemer grafitovej elektródy dôležitý pri EAF

Priemer určuje plochu prierezu, ktorá je k dispozícii pre vedenie prúdu.

Zjednodušený vzťah je:

A = πD² / 4

kde:

A= plocha prierezu elektródy

Dpriemer elektródy =

Prúdovú hustotu potom možno vyjadriť ako:

J = I / A

kde:

J= aktuálna hustota

I= prevádzkový prúd

A= plocha prierezu elektródy

Pretože plocha prierezu sa zväčšuje so štvorcom priemeru, zväčšujúci sa priemer elektródy môže podstatne znížiť prúdovú hustotu pri rovnakom prevádzkovom prúde.

Toto je jeden z dôvodov, prečo by sa mal priemer hodnotiť spolu s elektrickými prevádzkovými podmienkami pece.

Táto rovnica je však len východiskovým bodom. Aktuálny výber elektródy tiež zahŕňa elektrický odpor, tepelnú expozíciu, mechanické zaťaženie, oxidačné podmienky, výkon spoja a prax pece.

Nevyberajte priemer elektródy len z kapacity pece

Bežnou skratkou obstarávania je spojenie väčšej pece s väčšou elektródou.

Kapacita pece je dôležitá, ale nezávisle neurčuje správny priemer elektródy.

Dva EAF s podobnou nominálnou kapacitou výroby ocele môžu fungovať za rôznych podmienok z dôvodu rozdielov v:

Hodnotenie transformátora

Prevádzkový prúd

Stratégia príkonu

Geometria pece

AC alebo DC konfigurácia

Zmes šrotu

Pomer DRI alebo HBI

Injekcia kyslíka

Cvičenie horáka

Penová škvarová prax

Čas klepnutia

Expozícia elektródy

Usporiadanie chladenia

Publikovaný návod spoločnosti GrafTech na výber elektród konkrétne uvádza dizajn pece a úroveň výkonu medzi faktormi, ktoré by sa mali posudzovať pri výbere elektród.

Pre obstarávanie to znamenátonáž pece by sa mala považovať skôr za základné informácie než za jediné kritérium veľkosti.

Začnite s prevádzkovým prúdom

Prevádzkový prúd je jedným z najužitočnejších vstupov pri hodnotení priemeru elektródy.

Pre zjednodušenú valcovú elektródu:

J = 4I / πD²

To umožňuje kupujúcemu preskúmať, ako rôzne priemery menia hustotu prúdu pri rovnakom prevádzkovom prúde.

Napríklad, ak prevádzkový prúd zostáva konštantný, prechod z menšieho priemeru na väčší priemer zväčšuje vodivú plochu a znižuje vypočítanú hustotu prúdu.

Toto nestanovuje univerzálne prijateľné obmedzenie prúdovej hustoty. Vhodný prevádzkový rozsah závisí od typu elektródy, konštrukcie pece, elektrického systému a technických odporúčaní dodávateľa.

Európski nákupcovia by preto mali požadovať odporúčaný prevádzkový prúd alebo hustotu prúdu od dodávateľa pre navrhovanú veľkosť elektródy, namiesto toho, aby sa spoliehali na všeobecnú tabuľku priemerov.

Prispôsobte priemer výkonu pece a elektrickej konfigurácii

Transformátor pece a program napájania poskytujú dôležitý kontext pre dimenzovanie elektródy.

Vysokovýkonný EAF môže klásť väčšie elektrické a tepelné požiadavky na systém elektród. GrafTech opisuje svoju prémiovú elektródu AGX ako určenú pre pece so striedavým vysokým výkonom, ultravysokým výkonom a jednosmerným prúdom pracujúce v náročných elektrických alebo mechanických podmienkach, zatiaľ čo jej trieda LFX je určená pre panvové pece a taviace aplikácie s nižším výkonom.

Pre kupujúceho EAF to posilňuje dôležitý princíp:

Priemer elektródy a trieda elektródy by sa mali zvoliť ako kombinovaná špecifikácia.

Veľký priemer s nevhodnou triedou nemusí poskytnúť zamýšľaný prevádzkový výkon, zatiaľ čo technicky vhodná trieda s nevhodným priemerom môže vytvoriť iný súbor elektrických a mechanických obmedzení.

Spoločne vyhodnoťte priemer elektródy a odpor

Priemer elektródy by sa mal brať do úvahy aj s elektrickým odporom.

Pre elektródu:

R = ρL / A

kde:

R= elektrický odpor

ρ= elektrický odpor

LDĺžka elektródy =

A= plocha prierezu

Tento vzťah ukazuje, prečo priemer ovplyvňuje odpor stĺpca elektródy.

Pre kupujúcich, ktorí porovnávajú rôzne veľkosti elektród, je preto potrebné oddeliť tri premenné:

Odolnosť materiálu

Priemer elektródy

Dĺžka elektródy

Väčší priemer zväčšuje vodivú plochu, zatiaľ čo dlhšia elektróda zväčšuje dĺžku elektrickej dráhy.

Kupujúci by sa preto mal vyhnúť porovnávaniu dvoch elektród iba podľa ich nominálneho odporu bez zohľadnenia skutočnej geometrie.

Ako by mali európske závody hodnotiť rôzne prevádzkové podmienky?

Rôzne prevádzkové podmienky EAF môžu viesť k rôznym prioritám veľkosti elektród.

Vysokoprúdová prevádzka EAF

Keď pec pracuje s vysokým elektrickým prúdom, hustota prúdu sa stáva hlavným hľadiskom veľkosti.

Kupujúci by mal skontrolovať:

Prevádzkový prúd

Priemer elektródy

Hustota prúdu

stupňa

Elektrický odpor

Pevnosť v ohybe

CTE

Špecifikácia bradaviek

Elektródy s väčším priemerom môžu poskytnúť väčšiu plochu prierezu, ale konečný výber by mal byť overený na základe elektrickej konfigurácie pece a technických odporúčaní dodávateľa elektródy.

Prevádzka s vysokým výkonom alebo vysokou produktivitou

Prevádzka s vysokým výkonom môže vystaviť elektródy náročným elektrickým, tepelným a mechanickým podmienkam.

GrafTech identifikuje úroveň výkonu a program príkonu, silu a oxidáciu elektródy, dizajn pece, ciele produktivity a čas odpichu po poklep medzi faktory dôležité pre výber elektródy.

V tejto situácii by kupujúci nemal nezávisle hodnotiť priemer.

Špecifikácia by sa mala preskúmať takto:

Príkon → Prevádzkový prúd → Priemer elektródy → Hustota prúdu → Trieda → Tepelné/mechanické vlastnosti

Intenzívna prevádzka kyslíka alebo horáka

Použitie kyslíka a horáka môže ovplyvniť tepelné a oxidačné prostredie okolo elektródy.

Pri tomto type operácie EAF by sa mal priemer posudzovať spolu s:

Odolnosť elektródy proti oxidácii

Pevnosť elektródy

Tepelná expozícia

Podmienky rozstreku vody

Podmienky pecného plynu

Umiestnenie elektród

GrafTech špecificky identifikuje použitie horáka a kyslíka, silu a oxidáciu elektródy a krúžky rozprašovania vody ako prevádzkové faktory pre výber elektródy.

To znamená, že jednoduché zvýšenie priemeru elektródy nie je náhradou za hodnotenie oxidačných a tepelných podmienok pece.

Agresívne nabíjanie šrotu

Typ odpadu a spôsob nabíjania môže ovplyvniť mechanické prostredie okolo elektród.

Ťažký odpad alebo nepriaznivé podmienky nabíjania môžu zvýšiť riziko mechanického nárazu alebo abnormálneho zaťaženia elektródy.

Kupujúci by preto mal skontrolovať:

Pevnosť elektródy v ohybe

Priemer

Dĺžka

Konfigurácia kĺbov

Nácvik nabíjania pece

Umiestnenie elektród

História rozbitia

GrafTech zahŕňa typy odpadu a postupy nabíjania medzi faktory používané na posúdenie vhodného riešenia elektród.

Krátke ovládanie klepnutím

Ak si ciele produktivity vyžadujú krátke časy odpichu po poklep, špecifikácia elektródy by sa mala vyhodnotiť v porovnaní s úplným výkonom a tepelným profilom.

Relevantnou otázkou nie je len to, či väčšia elektróda môže prenášať väčší prúd.

Kupujúci by mal preskúmať:

Prúd + príkon + priemer elektródy + tepelné podmienky + oxidácia + mechanické zaťaženie + pracovný cyklus

Čas od poklepania po poklepanie je v technických pokynoch spoločnosti GrafTech špecificky identifikovaný ako faktor výberu elektródy.

Kedy by mali kupujúci zvážiť grafitové elektródy s väčším priemerom?

Elektródy s väčším priemerom môžu byť relevantné, keď elektrické požiadavky pece vyžadujú väčšiu plochu vodivého prierezu.

Hodnotenie by malo zvážiť:

Vyšší prevádzkový prúd

Vyšší príkon

Požadovaná prúdová hustota

Geometria pece

Usporiadanie stĺpcov elektród

Mechanické požiadavky

Dostupné typy elektród

Konfigurácia bradaviek

Verejne dostupné informácie o výrobcovi ukazujú, že elektródy s veľkým priemerom sú komerčne dostupné oveľa viac ako bežné stredné veľkosti. GrafTech uvádza, že jej portfólio elektród siaha až do priemeru 750 mm, pričom bola predstavená superveľká elektróda s priemerom 800 mm, ktorá slúži segmentu trhu UHP.

To demonštruje dostupnosť možností s veľkým priemerom, ale je to taknieznamená, že najväčší dostupný priemer je vhodný pre každý EAF.

Kedy môže byť vhodný menší priemer elektródy?

Menší priemer môže byť vhodný, keď elektrické požiadavky, geometria a prevádzkový prúd pece nevyžadujú väčšiu vodivú plochu.

Možné úvahy zahŕňajú:

Nižší prevádzkový prúd

Nižší príkon

Menšia geometria pece

Iná konfigurácia transformátora

Požiadavka na nižšiu prúdovú hustotu

Priestorové alebo mechanické obmedzenia

Existujúci dizajn elektróda-stĺpec

Rozhodnutie by malo byť založené na skutočných elektrických a mechanických požiadavkách pece, a nie na jednoduchom minimalizovaní priemeru elektródy.

Priemer, dĺžka a konštrukcia stĺpca elektródy

Priemer je len jednorozmerná špecifikácia.

Kupujúci by mal tiež definovať dĺžku elektródy, pretože stĺpec elektródy je zostavený z jednotlivých sekcií spojených vsuvkami.

Dĺžka ovplyvňuje:

Dĺžka elektrickej dráhy

Manipulácia elektróda-stĺpec

Počet kĺbov počas prevádzky

Umiestnenie pece

Frekvencia výmeny

Požiadavky na skladovanie a prepravu

Zjednodušený elektrický vzťah ukazuje, že odpor sa zvyšuje s dĺžkou elektródy:

R = ρL/A

Preto by sa priemer a dĺžka mali posudzovať spoločne a nie ako nezávislé nákupné polia.

Veľkosť bradavky sa musí zhodovať s priemerom elektródy

Špecifikácia grafitovej elektródy je neúplná bez konfigurácie pripojenia.

Vsuvka spája susedné časti elektródy a prenáša elektrický prúd aj mechanické zaťaženie.

Pri obstarávaní by mal kupujúci špecifikovať:

Priemer bradavky

Dĺžka bradavky

Konfigurácia vlákna

Geometria kĺbov

Špecifikácia materiálu bradaviek

Tolerancie obrábania

Požiadavky spoločnej inšpekcie

Spojovací kolík je integrálnou súčasťou elektródového stĺpika. GrafTech uvádza, že vyrába zodpovedajúce veľkosti spojovacích kolíkov pre svoje portfólio elektród.

Preto by sa kupujúci mali vyhnúť hodnoteniu priemeru elektród nezávisle od systému vsuvky a spoja.

Výber UHP, HP a RP by mal spĺňať prevádzkové požiadavky

Priemer elektród by nemal byť oddelený od výberu triedy.

UHP grafitové elektródy

UHP elektródy sa bežne spájajú s náročnými aplikáciami EAF, ktoré vyžadujú vysoký elektrický a tepelný výkon.

GrafTech poznamenáva, že trh EAF sa čoraz viac zameriava na elektródy UHP, pričom uvádza ich nízky elektrický odpor a trvanlivosť v aplikáciách EAF s vysokým dopytom.

Pre európsky EAF pracujúci pri vysokom výkone môže byť preto UHP jednou z hodnotených tried, ale konečná trieda by mala stále zodpovedať skutočným podmienkam pece.

Grafitové elektródy HP

Vysokotlakové elektródy možno hodnotiť tam, kde elektrické a tepelné požiadavky pece nevyžadujú rovnaký rámec špecifikácií ako aplikácia UHP.

Kupujúci by mal porovnať HP so skutočným prevádzkovým prúdom, hustotou prúdu, merným odporom, mechanickými vlastnosťami a históriou spotreby.

RP grafitové elektródy

RP elektródy by sa mali hodnotiť podľa elektrických a tepelných požiadaviek pece, a nie vyberať ich jednoducho z dôvodu nižšej počiatočnej špecifikácie alebo ceny.

Správna trieda závisí od prevádzkového prostredia a požadovaných vlastností elektródy.

Praktická matica na výber veľkosti elektród

Európski kupujúci môžu namiesto vytvárania univerzálneho grafu od priemeru po pec a tonáže použiť nasledujúci rozhodovací rámec:

Tento rámec je užitočnejší pre obstarávanie ako priraďovanie jedného priemeru elektródy k tonážnej kategórii pece.

Ako by mali kupujúci porovnávať dve veľkosti elektród?

Predpokladajme, že oceliareň zvažuje dva priemery.

Porovnanie by malo prebiehať v niekoľkých krokoch.

Krok 1: Vypočítajte plochu prierezu

Použitie:

A = πD²/4

Toto stanovuje vodivú oblasť každého kandidátskeho priemeru.

Krok 2: Vypočítajte približnú hustotu prúdu

Použitie:

J = I/A

pomocou skutočného prevádzkového prúdu.

Krok 3: Skontrolujte odporúčaný prevádzkový rozsah dodávateľa

Dodávateľ by mal potvrdiť, či navrhovaná veľkosť a trieda elektródy sú vhodné pre prevádzkový prúd a konfiguráciu pece.

Krok 4: Porovnajte elektrické vlastnosti

Skontrolujte:

Elektrický odpor

stupňa

Priemer

Odpor bradavky, ak je k dispozícii

Krok 5: Porovnajte mechanické a tepelné vlastnosti

Skontrolujte:

Objemová hmotnosť

Pevnosť v ohybe

CTE

Ash

Relevantné úvahy o tepelných šokoch

Krok 6: Skontrolujte skutočný výkon pece

Ak sú dostupné historické údaje, porovnajte:

Spotreba elektród

Frekvencia prerušenia

Zlyhania bradaviek

Spotreba súvisiaca s oxidáciou

Čas klepnutia

Prevádzkový prúd

Príkon

Krok 7: Overte údaje COA na úrovni šarže

Vybraná špecifikácia by mala byť sledovateľná až po skutočné výrobné šarže.

Kontrolný zoznam špecifikácií kupujúceho

Európski výrobcovia ocele by mali pri žiadosti o odporúčanie veľkosti grafitovej elektródy poskytnúť nasledujúce informácie:

Informácie o peci

Konfigurácia EAF alebo DC EAF

Kapacita pece

Hodnotenie transformátora

Prevádzkový prúd

Príkon

Konfigurácia fázy elektródy

Geometria pece

Požiadavky na elektródy

Stupeň: RP, HP alebo UHP

Priemer elektródy

Dĺžka elektródy

Priemer bradavky

Dĺžka bradavky

Konfigurácia vlákna

Elektrický odpor

Objemová hmotnosť

Pevnosť v ohybe

CTE

Obsah popola

Prevádzkové podmienky

Typ šrotu

V prípade potreby pomer DRI/HBI

Spotreba kyslíka

Použitie horáka

Škvarová prax

Podmienky rozstreku vody

Čas klepnutia

Historická spotreba elektród

Historický zlom elektródy

Kvalitná dokumentácia

Technický list

COA

Číslo šarže

Testovacia metóda

Rozmerová kontrola

Kontrola bradaviek

Informácie o sledovateľnosti

Overenie dodávateľa: Čo by malo obsahovať COA?

Certifikát pravosti by mal kupujúcemu umožniť spojiť nahlásené technické hodnoty so skutočne dodaným produktom.

Kupujúci by si mal overiť minimálne:

Kupujúci by mal rozlišovať medzi aVykazovaná hodnota COA, a špecifikácia dodávateľaa antypická hodnota odvetvia. Tieto nie sú zameniteľné.

Praktická postupnosť výberu pre európskych kupujúcich EAF

Praktický pracovný postup nákupu možno zhrnúť takto:

1. Definujte pec

Identifikujte konfiguráciu EAF, menovitý výkon transformátora, kapacitu pece a prevádzkový režim.

2. Definujte elektrické požiadavky

Zaznamenajte prevádzkový prúd a príkon.

3. Vyhodnoťte priemer

Vypočítajte plochu prierezu a hustotu prúdu pre kandidátske priemery.

4. Vyberte stupeň

Porovnajte RP, HP a UHP s elektrickými, tepelnými a mechanickými požiadavkami.

5. Vyhodnoťte dĺžku a konfiguráciu spoja

Skontrolujte dĺžku elektródy, rozmery vsuvky a konfiguráciu závitu.

6. Skontrolujte vlastnosti materiálu

Skontrolujte odpor, hustotu, pevnosť, CTE a popol oproti dohodnutej špecifikácii.

7. Skontrolujte prevádzkové podmienky

Zahrňte vkladanie šrotu, kyslík, horáky, nácvik trosky, chladenie a čas odpichu po odpich.

8. Overte COA

Potvrďte, že údaje na úrovni šarže zodpovedajú objednanému druhu a rozmerom.

9. Porovnajte s historickou výkonnosťou pece

Ak je to možné, použite záznamy o spotrebe, poruchách a spoločných poruchách na overenie vybranej špecifikácie.

FAQ

Ako ovplyvňuje priemer elektródy hustotu prúdu EAF?

Pri danom prevádzkovom prúde poskytuje väčší priemer elektródy väčšiu plochu prierezu, a teda nižšiu vypočítanú hustotu prúdu. Vzťah je J=I/A.

Mali by európske oceliarne zvoliť priemer grafitovej elektródy na základe kapacity pece?

Kapacita pece je dôležitá, ale nemala by sa používať samostatne. Je potrebné zvážiť aj menovitý výkon transformátora, prevádzkový prúd, príkon, konštrukciu pece, šrot a iné prevádzkové podmienky.

Poskytuje väčšia grafitová elektróda vždy lepší výkon EAF?

Nie nevyhnutne. Vhodný priemer závisí od elektrických a mechanických požiadaviek pece. Zbytočne veľká elektróda nemusí poskytnúť vhodné riešenie pre konkrétnu konfiguráciu pece.

Ako by sa mal použiť prevádzkový prúd pri výbere priemeru elektródy?

Prevádzkový prúd môže byť kombinovaný s plochou prierezu elektródy na výpočet prúdovej hustoty. Výsledok by sa mal potom skontrolovať v porovnaní s technickými odporúčaniami dodávateľa pre vybranú triedu a aplikáciu pece.

Je potrebné zvoliť triedu a priemer elektródy spoločne?

áno. Elektródy UHP, HP a RP majú rôzne rámce špecifikácií a vhodná trieda by sa mala vyhodnotiť spolu s priemerom, hustotou prúdu, merným odporom a prevádzkovými podmienkami pece.

Prečo je konfigurácia vsuvky dôležitá pri výbere veľkosti elektródy?

Vsuvka tvorí spojenie medzi sekciami elektródy a prenáša elektrický prúd a mechanické zaťaženie. Jeho priemer, rozmery, konfigurácia závitu a vlastnosti materiálu preto musia zodpovedať systému elektród.

Môžu európski kupujúci EAF použiť univerzálnu tabuľku priemerov elektród?

Všeobecná tabuľka môže poskytnúť predbežnú referenciu, ale nemala by nahradiť technické hodnotenie pece. Skutočný prúd, výkon transformátora, konštrukcia pece a prevádzková prax sa môžu medzi zariadeniami výrazne líšiť.

Aké informácie by mal kupujúci poslať dodávateľovi grafitových elektród?

Najužitočnejšie informácie zahŕňajú konfiguráciu pece, kapacitu, menovitý výkon transformátora, prevádzkový prúd, príkon, triedu elektródy, existujúci priemer a dĺžku, špecifikáciu vsuvky, prevádzkové podmienky a historickú spotrebu elektród alebo údaje o poškodení.

Dopyt a žiadosť o technickú špecifikáciu

Európski výrobcovia EAF ocele, ktorí hodnotia veľkosti grafitových elektród, môžu zaslať nasledujúce informácie na technickú kontrolu:

Konfigurácia EAF

Kapacita pece

Hodnotenie transformátora

Prevádzkový prúd

Príkon

Aktuálny priemer grafitovej elektródy

Požadovaná dĺžka elektródy

Aktuálna trieda grafitovej elektródy

Konfigurácia bradaviek

Spotreba elektród

História zlomenia alebo zlyhania kĺbov

Prax šrotu a nabíjania

Použitie kyslíka a horáka

Požadované COA a technické špecifikácie

Technický kontakt

WhatsApp: +86 15518824805
Email:inquiry@zaferroalloy.com

Pošlite dopyt