Elèctrodes de grafit d'alta potència per a la fabricació d'acer amb forn d'arc elèctric

Un elèctrode de grafit HP passa la seva vida laboral en un lloc hostil. Es troba al centre d'un forn d'arc elèctric, transporta corrent entre 17 i 22 A/cm² i se li demana que ho faci mentre es carrega la ferralla per sobre, mentre l'escòria fa escuma al voltant de la seva punta i mentre el programa d'energia puja i baixa a través de la fosa. Ningú compra un elèctrode per sobreviure a un laboratori. La compra es jutja per quantes tones fa abans de substituir-la i quant d'aquesta substitució es deu a les condicions que el molí podria controlar.

Aquest marc canvia el que hauria de mirar un comprador. En lloc de comparar les etiquetes de grau, les preguntes útils són: com es comporta el grau HP sota els tres mecanismes específics que el porten: oxidació, xoc tèrmic i moviment electromagnètic, quin rang de diàmetres s'adapta al servei i quines pràctiques al sòl del forn allarga la vida útil d'una columna que està correctament especificada. Aquest article cobreix aquells en aquest ordre.

Tres mecanismes fan el dany i actuen en combinació i no per separat.

L'oxidació és la primera. El grafit es crema en presència d'oxigen a temperatura elevada, i la paret d'unElèctrode de grafit HP 400 mmper sobre de la línia d'escòria s'exposa a l'atmosfera del forn durant tota la calor. La secció que es consumeix no es substitueix, de manera que el cos per sobre de l'arc s'aprima amb el temps mentre que el corrent que transporta es manté igual. És per això que l'oxidació no és només un problema de durabilitat, sinó un problema de densitat actual: un cos amb una capacitat de 22 A/cm² quan és nou té una densitat més alta un cop s'ha consumit la seva secció transversal. L'escuma d'escòria i la bona cobertura del bany limiten l'exposició, per això les pràctiques del forn que mantenen l'arc enterrat tenen un efecte directe sobre la vida útil dels elèctrodes.

El xoc tèrmic és el segon. L'elèctrode s'escalfa a l'arc i es manté relativament més fresc més amunt de la columna, de manera que cada canvi de potència i cada càrrega posa el cos i l'articulació en un nou estat de tensió. El material d'HP s'especifica amb una expansió tèrmica d'1,6–2,4 × 10⁻⁶/grau, enfront de 2,2–2,9 ×10⁻⁶/ grau per a la potència normal, que és la propietat que fa que el grau sobrevisqui a aquest cicle millor que un grau inferior. La figura d'expansió no és abstracta: descriu exactament la càrrega que es mostra com un mugró esquerdat.

El moviment electromagnètic és el tercer. El corrent d'arc genera forces que actuen sobre la columna, i en un forn trifàsic els elèctrodes interactuen. El moviment és petit en termes absoluts i constant en efecte, i carrega l'articulació més que el cos. Un mugró que s'ajusta correctament al parell i s'adapta correctament al diàmetre corporal l'absorbeix; un que estigui solt, danyat o de mida inferior l'introdueix al fil.

El que comparteixen aquests tres és que cap d'ells és només una propietat material. L'oxidació depèn de l'atmosfera i la cobertura; el xoc tèrmic depèn del programa de potència; El moviment electromagnètic depèn de l'estat de les articulacions. La nota estableix el sostre i la pràctica operativa determina a quina distància d'aquest sostre es troba la columna.

La fabricació d'acer EAF utilitza habitualment graus HP o UHPElèctrode de grafit HP de 450 mmbanda de mida, amb el rang més ampli de 400-600 mm que cobreix la majoria de forns de fusió. L'elecció del diàmetre es determina pel corrent que ofereix el transformador i l'alçada de la columna que permet el sostre, no pel que passa a estar en estoc.

Els forns més petits i les estacions de cullera es troben a l'extrem inferior de la sèrie, des de 250 mm cap amunt. Els forns de fusió més grans es concentren a la banda de 400-600 mm, on la secció més gran transporta el corrent de fusió amb una densitat dins de la finestra HP i manté la càrrega conjunta dins del que el mugró pot absorbir. Un forn que augmenta el seu programa de potència sense augmentar el seu diàmetre acaba fent que la columna existent estigui més a prop del seu sostre de classificació, la qual cosa redueix la vida útil d'una manera que és fàcil de malinterpretar com un problema de qualitat.

Les rosques funcionen T3, T4, T5 i T6 i s'ajusten al diàmetre del cos i la càrrega de la columna. La forma de la rosca i la conicitat han de coincidir exactament amb l'elèctrode d'acoblament: un mugró T4 en un cos mecanitzat per a T4 és correcte i qualsevol desajust a l'articulació concentra el corrent a la zona de contacte i augmenta la temperatura local. Aquí és on normalment comença una fallada conjunta, i comença tant si el grau és HP com UHP.

La longitud també importa. Una columna més llarga comporta més pes i més moment de flexió a la unió, de manera que el mateix diàmetre en un forn més alt exigeix ​​més la connexió. Els molins que canvien l'alçada del sostre o la configuració de la columna sense revisar la sèrie de fils solen trobar el punt feble després.

La gestió del consum és principalment un conjunt de decisions operatives, i les que importen són coherents entre els tipus de forn.

Mantingueu l'arc cobert. L'escuma d'escòria i la cobertura del bany redueixen l'exposició a l'oxigen que provoca l'oxidació. Aquesta és la palanca controlable més gran i és una pràctica de forn en lloc d'una especificació d'elèctrodes. Un molí que fa un arc descobert consumirà més elèctrode amb el mateix grau i el mateix corrent que un molí amb una pràctica d'escòria espumosa.

Programeu la potència en lloc de trepitjar-la. Els canvis ràpids de l'aixeta i el corrent posen tensió tèrmica al cos i a les articulacions. Quan el programa de fusió permet una rampa en lloc d'un pas, l'elèctrode veu un cicle de tensió més petit per a la mateixa energia total. Això no modifica el requisit de qualificació; canvia com es treballa la nota.

Controlar el maquillatge de les articulacions. Parell correcte, fils nets, sense danys per manipulació i sense reutilització d'un mugró que ja ha estat tensat. Una fallada conjunta és la forma de consum més disruptiva, perquè deixa fora de servei la columna en lloc d'escurçar-la progressivament.

Pèrdua de tram de pista, no només trencament. Una columna que s'està aprimant per sobre de la línia d'escòria s'acosta al seu límit de qualificació tot i que encara no ha fallat res. L'enregistrament del consum d'elèctrodes enfront de les tones foses i l'anotació d'on a la columna es produeix la pèrdua, distingeix l'oxidació de la ruptura i assenyala l'acció correctiva correcta.

Relaciona el diàmetre amb el corrent que realment passa el molí. Els cossos de mida inferior consumeixen més ràpidament perquè comencen més a prop del seu sostre de qualificació; els cossos de grans dimensions porten més material del que requereix el deure. La mida correcta és la que posa la densitat calculada dins de la banda d'HP amb marge a l'extrem superior.

Res d'això és una garantia de consum. Les condicions del forn varien, i un proveïdor que promet una xifra de consum sense conèixer el forn ho està endevinant. El que pot fer un proveïdor és subministrar un grau l'expansió, resistivitat i densitat del qual es documenten lot per lot, de manera que el molí pot distingir entre un problema d'elèctrode i un problema de funcionament.

Per al deure EAF, el certificat importa perquè és l'únic document que diu quin és realment el lot lliurat. La resistivitat d'HP s'especifica a Inferior o igual a 6,5 ​​μΩ·m segons COA, i la densitat a granel també es cita segons COA en lloc de fixar-se en un valor de catàleg, de manera que el document del lot és el registre rector.

El certificat ha d'informar de la resistivitat mesurada contra el sostre, la densitat aparent mesurada i el coeficient d'expansió dins de la banda d'1,6–2,4 × 10⁻⁶/grau. Quan la comanda ho requereixi, la inspecció de tercers per part de SGS o BV confirma el lot en lloc del sistema, i el COA viatja amb l'enviament de manera que la recepció pugui fer coincidir el document amb el palet.

La ruptura d'elèctrodes en servei sovint s'atribueix al grau quan el certificat mostra que el grau era correcte. La lectura més útil és la comparativa: un lot la resistivitat mesurada del qual es troba a prop del sostre s'escalfarà més a la columna que un que es troba molt per sota, amb la mateixa especificació nominal. Aquesta diferència és visible en el certificat abans que els elèctrodes arribin mai al forn, que és el punt de demanar-ho.

Una comparació de notes que ignora la documentació compara els fullets. Tres preguntes separen els proveïdors que poden donar suport a un EAF dels que poden enviar un contenidor.

En primer lloc, pot el proveïdor indicar les propietats secundàries del grau que s'ofereix (expansió, resistivitat, densitat) i proporcionar-les per lot en lloc d'una línia de catàleg única? En segon lloc, la sèrie de mugrons s'adapta al diàmetre i es confirma a l'entrada de mercaderies, amb una inspecció del fil en lloc d'una comprovació de la mida nominal? En tercer lloc, l'enviament arriba amb un COA i, si cal, una inspecció de tercers?

Un proveïdor que treballa segons la norma ISO 9001 amb inspecció SGS o BV a petició i un COA a cada lot respon a les tres. El codi HS 8545.11 hauria d'aparèixer als documents comercials perquè la classificació no retardi l'autorització. El conjunt de documentació es descriu apàgina de contacte, i la mateixa sèrie cobreix aElèctrode de grafit HP de 250 mmper a forns més petits i estacions de cullera on no es requereix una columna de fusió completa.

És millor el grau HP o el grau UHP per a la fabricació d'acer EAF?

Tots dos s'utilitzen en la fusió d'EAF i l'elecció segueix la densitat de corrent. L'UHP té una classificació de 18 a 25 A/cm² i està dissenyat per a forns d'alta potència amb columnes llargues i programes de potència agressius. HP té una classificació de 17 a 22 A/cm² i s'adapta a la meitat de la gamma EAF: forns de fusió que funcionen amb potència real, però no a la part superior de la finestra UHP, i un cullerot o servei d'acer especial al seu costat. La banda solapada entre 18 i 22 A/cm² significa que la xifra de densitat per si sola no decideix; el cicle i la columna ho fan.

Quin diàmetre d'elèctrode utilitza un EAF típic?

La fabricació d'acer EAF sol tenir diàmetres entre 400 i 600 mm, amb el grau HP o UHP adaptat al transformador. Els forns més petits i les estacions de cullera se situen més avall a la sèrie de 250 a 600 mm. El diàmetre s'ha de calcular a partir del corrent secundari i la secció transversal, no escollida per costum: el mateix corrent a través d'un cos més petit produeix una densitat més gran i una vida útil més curta.

Fins a quin punt l'oxidació escurça la vida de l'elèctrode?

No hi ha una xifra única, perquè l'oxidació depèn de la cobertura d'escòria, l'atmosfera del forn, el temps de toc a toc i on es troba l'elèctrode en relació al bany. El que es pot dir és que l'oxidació elimina la secció permanentment i la secció eliminada augmenta la densitat de corrent local al cos restant. Una columna ben coberta per escòries escumades durarà més que el mateix grau i diàmetre exposat. Mesurar la pèrdua de secció en funció de les tones foses és més útil que qualsevol estimació general.

Es pot reduir el consum d'elèctrodes sense canviar el grau?

Sí, de diverses maneres. Mantenir l'arc cobert per l'escòria redueix l'exposició a l'oxigen; augmentar la potència en lloc de fer un pas redueix la tensió tèrmica al cos i a les articulacions; El parell correcte de la junta i l'estat de la rosca eviten fallades que treuen una columna del servei; i el seguiment on es produeix la pèrdua de secció separa l'oxidació de la ruptura. Cap d'aquests canvis l'exigència de la nota, però tots canvien l'esforç que es treballa la nota.

• Tres mecanismes fan servir un elèctrode HP en funció de l'EAF: oxidació per sobre de la línia d'escòria, xoc tèrmic del cicle de potència i càrrega electromagnètica a l'articulació.
• La fusió d'EAF sol tenir un diàmetre de 400–600 mm amb mugrons T3–T6; El diàmetre ha de seguir el corrent secundari, no l'hàbit.
• L'expansió tèrmica d'HP d'1,6–2,4 × 10⁻⁶/grau és el que fa que el grau sobrevisqui millor al cicle que la potència normal a 2,2–2,9 ×10⁻⁶/grau.
• El control del consum és majoritàriament la pràctica del forn: cobertura d'escòries, augment de potència, compensació de les juntes i seguiment de la pèrdua de secció en lloc de trencar-se sol.
• La resistivitat HP és inferior o igual a 6,5 ​​μΩ·m segons COA i la densitat es cita segons COA, de manera que el certificat de lot és el registre que confirma el grau.

Si esteu construint o renovant una disposició de subministrament per a un EAF, les xifres que decideixen l'especificació són les que només té la vostra planta: la capacitat del transformador, l'aixeta de funcionament, l'alçada de la columna i el diàmetre que permet la coberta. Envieu-los i el grau i el diàmetre es poden comprovar amb la banda de 17-22 A/cm² en lloc de suposar-los.

Diàmetre de l'elèctrode (mm): ______

Grau a la vista (RP / HP / UHP): ______

Longitud (mm): ______

Tipus de mugró (T3 / T4 / T5 / T6): ______

Quantitat mensual (t): ______

Port de destinació: ______

Valoració prevista del transformador (opcional): ______

Envieu-ho a travésWhatsApp: +86 155 1882 4805per a un intercanvi tècnic directe, oCorreu electrònic: inquiry@zaferroalloy.comon la correspondència s'ha d'arxivar amb un paquet d'aprovació. Tots dos arriben al mateix escriptori tècnic i tots dos produeixen una especificació escrita.

Els lots s'envien amb un COA, la inspecció de tercers per part de SGS o BV s'organitza quan la compra ho requereix, i el proveïdor opera segons la norma ISO 9001 sota el codi HS 8545.11. ZhenAn International Co., Limited cobreix la sèrie completa de 250-600 mm HP, amb opcions de mugrons de T3 a T6.

• Què causa l'oxidació de l'elèctrode de grafit durant el funcionament del forn d'arc elèctric d'alta temperatura?- el mecanisme darrere de la pèrdua de secció per sobre de la línia d'escòria.
• Com afecta l'expansió tèrmica de l'elèctrode de grafit el rendiment durant els canvis ràpids de temperatura del forn?- Per què la rampa de potència és important per al cos i l'articulació.
• Com poden els compradors avaluar la resistència a la flexió de l'elèctrode de grafit per a condicions exigents del forn?- Avaluació mecànica de columnes en flexió i càrrega tèrmica.