Ultra{0}}vysokovýkonné (UHP) grafitové elektródy sú určené všade tam, kde pec potrebuje veľmi vysokú prúdovú hustotu cez malý prierez-v kombinácii s toleranciou náhleho tepelného šoku. Ich úloha v každom odvetví vyplýva z rovnakých troch vlastností: nízky elektrický odpor, vysoká tepelná stabilita a dobrá odolnosť proti oxidácii na hrote. Nižšie uvedený zoznam zahŕňa sektory, v ktorých je trieda UHP skôr normálnou voľbou ako možnosťou.
Výroba ocele v elektrickej oblúkovej peci
Najväčšou aplikáciou je výroba-šrotu ocele v elektrických oblúkových peciach. Elektródy vedú prúd z transformátora do šrotu a medzi hrotom elektródy a kovom sa vytvorí oblúk. Teploty oblúka nad 3000 C roztavia náboj. Používa sa trieda UHP, pretože sekundárny prúd transformátora je vysoký a cyklus odpichu-do{6}}odbočky je krátky: elektróda musí prenášať prúdové hustoty približne 25 – 30 A/cm2 a vyššie bez nadmernej erózie hrotu. Spotreba sa bežne sleduje v kilogramoch elektródy na tonu tekutej ocele a stabilné správanie oblúka závisí rovnako od spoja elektródy ako od tela.
Sekundárna metalurgia a špeciálne ocele
Panvové pece, vákuové odplyňovače a podobné jednotky používajú elektródy na ohrev a legovanie. Prúdová hustota je nižšia ako v primárnej peci, preto je bežná zmes UHP a HP triedy. Požiadavkou je skôr stabilita a čistota oblúka než surová sila: pohyb oblúka, zloženie trosky a zachytávanie grafitu-to všetko ovplyvňuje konečnú kvalitu ocele, a preto operátori v tomto segmente špecifikujú prísne tolerancie odporu a prispôsobené vsuvky.
Odvetvia v skratke
| priemysel | Povinnosť pece | Bežný stupeň |
|---|---|---|
| Tavenie oceľového šrotu | Tavenie primárneho oblúka, vysoký prúd | UHP |
| Sekundárna metalurgia | Ohrievanie panvy a legovanie | HP a UHP |
| Ferozliatina a kremík | Redukcia ponoreného oblúka | UHP, veľký priemer |
| Karbid vápnika, fosfor | Nabite kúrenie na zníženie | HP a UHP |
| Karbónové produkty | Tepelné spracovanie grafitizáciou | UHP |
Často kladené otázky
Q:Prečo sa v modernej oblúkovej peci používa trieda UHP namiesto bežnej triedy výkonu?
Odpoveď: Pretože prúdy transformátorov sú vysoké. Elektródy UHP tolerujú asi 25-30 A/cm2 a viac, zatiaľ čo bežné stupne výkonu sú všeobecne obmedzené na asi 20 A/cm2.
Q:Používajú sa grafitové elektródy ako anódy pri tavení hliníka?
Odpoveď: Spotrebné anódy a katódové bloky v redukčnom článku sú uhlíkové materiály. Grafitové elektródy sa používajú skôr v súvisiacich úlohách, ako sú grafitizačné pece a súčiastky nesúce prúd-, než ako anódy článkov.
Q:Čo určuje spotrebu elektródy vo ferozliatinovej peci?
Odpoveď: Zloženie náplne, bočná oxidácia, podmienky trosky a teplota kohútika. Pri prevádzke s ponoreným oblúkom je hrot elektródy do značnej miery tienený záťažou, takže bočná oxidácia a zlom sú často dominantnými stratami.
Q:Môže jedna elektróda slúžiť viacerým odvetviam?
Odpoveď: Mechanicky áno, ale hustota prúdu a tepelný cyklus sa líšia. Zosúladenie triedy s prevádzkou je to, čo udržuje spotrebu a poškodenie pod kontrolou.
Q:Ktorá vlastnosť je vo všetkých týchto aplikáciách najdôležitejšia?
Odpoveď: Elektrický odpor, pretože priamo nastavuje straty Joule, po ktorých nasleduje objemová hustota a pevnosť v ohybe pre mechanické prežitie. Štandardné skúšobné metódy zahŕňajú ASTM C611, ASTM C559 a ASTM C651.