A grafitelektródák típusai

A felhasznált nyersanyagoktól függően, valamint a késztermékek fizikai és kémiai mutatóinak különbségei szerint a grafitelektródákat három típusra osztják: közönséges teljesítményű grafitelektródák (RP minőségű), nagy teljesítményű grafitelektródák (HP minőségű) és ultra- nagy teljesítményű grafitelektródák (UHP minőségű).

Ennek az az oka, hogy a grafitelektródákat főként elektromos ívacélgyártó kemencék vezető anyagaként használják. Az 1980-as években a nemzetközi elektromos kemencés acélgyártó ipar három kategóriába sorolta az elektromos íves acélgyártó kemencéket a transzformátorok bemeneti teljesítménye alapján a kemencekapacitás tonnájára vonatkoztatva: normál teljesítményű elektromos kemencék (RP kemencék), nagy teljesítményű elektromos kemencék (HP kemencék), és ultranagy teljesítményű elektromos kemencék (UHP kemencék). A 20 tonna vagy nagyobb kapacitású transzformátor bemeneti teljesítménye egy tonnánkénti közönséges elektromos kemence általában 300 kW/t körül van; A nagy teljesítményű elektromos kemence teljesítménye körülbelül 400 kW/t; Ultranagy teljesítményű elektromos kemencéknek nevezzük azokat az elektromos kemencéket, amelyek bemenő teljesítménye 40 t alatt 500-600 kW/t, 50-80 tonna között 400-500 kW/t, 100 t felett pedig 350-450 kW/t. Az 1980-as évek végén a gazdaságilag fejlett országok nagyszámú, 50 tonnánál kisebb kapacitású, kis és közepes méretű, hagyományos teljesítményű elektromos kemencét fokozatosan megszüntettek. Az újonnan épített villanykemencék többsége ultranagy teljesítményű, 80-150 tonna kapacitású nagy elektromos kemence volt, a bemenő teljesítményt 800 kW/t-ra növelték. Az 1990-es évek elején néhány ultranagy teljesítményű elektromos kemencét tovább növeltek 1000-1200 kW/t-ra. A nagy teljesítményű és ultranagy teljesítményű elektromos kemencékben használt grafitelektródák szigorúbb körülmények között működnek. Az elektródákon áthaladó áramsűrűség jelentős növekedése miatt a következő problémák merülnek fel: (1) az elektródák hőmérséklete az ellenálláshő és a forró levegő áramlása miatt megemelkedik, ami az elektródák és a kötések hőtágulásának növekedését eredményezi, valamint az elektródák oxidációs fogyasztásának növekedése. (2) Az elektróda közepe és az elektróda külső köre közötti hőmérséklet-különbség megnő, és a hőmérséklet-különbség okozta hőfeszültség is ennek megfelelően növekszik, így az elektróda hajlamos a repedésre és a felületi hámlásra. (3) A megnövekedett elektromágneses erő erős vibrációt okoz, erős vibráció esetén pedig megnő az elektróda meglazult vagy megszakadt csatlakozások miatti törésének valószínűsége. Ezért a nagy teljesítményű és az ultranagy teljesítményű grafitelektródák fizikai és mechanikai tulajdonságainak jobbnak kell lenniük, mint a közönséges teljesítményű grafitelektródáknak, mint például az alacsonyabb ellenállás, nagyobb térfogatsűrűség és mechanikai szilárdság, alacsonyabb hőtágulási együttható és jó hősokkállóság.