石墨電極的簡述及分類

 根據(jù)所用原料的不同和成品物理化學指標的區(qū)別,，石墨電極分為普通功率石墨電極(RP級)，高功率石墨電極(HP級)和超高功率石墨電極(UHP級)3個品種,。這是因為石墨電極主要供電弧煉鋼爐作為導電材料使用,，20世紀80年代電爐煉鋼工業(yè)把電弧煉鋼爐按每噸爐容量的變壓器輸入功率大小分為3類：普通功率電爐(RP爐),、高功率電爐(HP爐)和超高功率電爐(UHP爐)。20t以上的普通功率電爐每噸爐容量的變壓器輸入功率一般為300kW/t左右,；高功率電爐為400kW/t左右,；把40t以下的電爐輸入功率500～600kW/t、50～80t的電爐輸入功率400～500kW/t,、100t以上的電爐輸入功率350～450kW/t稱為超高功率電爐,。到了20世紀80年代末，經(jīng)濟發(fā)達國家大量淘汰50t以下的中小型普通功率電爐,，新建的電爐多數(shù)是80～150t的超高功率大電爐，并將輸入的電功率提高到800kW/t,，90年代初期一部分超高功率電爐又進一步提高到1000～1200kW/t。高功率和超高功率電爐使用的石墨電極在更加苛刻的條件下運行,，由于通過電極的電流密度明顯增大,，結果產(chǎn)生下列問題：

(1)因電阻熱和熾熱氣流導致電極溫度升高，使得電極及接頭的熱膨脹量都增加了,，同時電極的氧化消耗也提高了。

(2)電極中心部位和電極外圓的溫度差增大了,，由溫度差引起的熱應力也相應提高，電極容易產(chǎn)生裂紋和表面剝落。

(3)增大了電磁作用力,，引起劇烈的振動,，在劇烈振動下,，電極因連接松動,、脫扣而導致折斷的幾率增多了,。因此高功率和超高功率石墨電極的物理機械性能必須優(yōu)于普通功率石墨電極，如電阻率較低,，體積密度較大及機械強度較高,，熱膨脹系數(shù)要小,，有良好的抗熱震性能。表1列出了20世紀80年代末期3種不同功率電弧煉鋼爐的通用標準系列和配用的石墨電極直徑,。為了適應煉鋼廠大量發(fā)展高功率及超高功率電爐的需要，80年代起歐美,、日本的炭素廠主要生產(chǎn)兩種質(zhì)量標準的石墨電極,，即高功率石墨電極和超高功率石墨電極，普通功率石墨電極因銷路不大而很少生產(chǎn),。

直流電弧爐用石墨電極 直流電弧爐是20世紀80年代初發(fā)展成熟的新型電爐煉鋼設備,，初期的直流電弧爐是在原來的交流電弧爐基礎上改造而成，有的使用3根石墨電極,，有的使用2根石墨電極,，但80年代中期以后新設計的直流電弧爐多數(shù)只用1根石墨電極，與相同功率使用3根石墨電極的交流電弧爐相比,，在高溫下受到氧化的電極總表面積大大減少，同樣以超高功率運行的直流電弧爐,，每噸鋼的石墨電極的消耗可以降低50％左右,，直流電弧爐電流通過電極時不產(chǎn)生趨膚效應及鄰近效應，在電極橫截面上電流分布均勻,，而且直流電弧的穩(wěn)定性好,，運行中機械振動較小，電爐的噪聲也較低,。直流電弧爐配用石墨電極的直徑也是根據(jù)電爐容量和電極允許電流密度計算出來的,，對相同輸入功率的超高功率電爐而言，使用1根石墨電極的直流爐，電極直徑要大一些,，如容量為150t的交流電弧爐使用直徑600mm的電極,，而相同容量的直流電弧爐要使用直徑700～750mm的電極,，直流電弧爐對石墨電極的質(zhì)量要求比交流電弧爐使用的還要高一些,。