ควรใช้อิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟต์ และอิเล็กโทรดอบอัตโนมัติอย่างถูกต้องในอุตสาหกรรมเตาเผาแบบจมอยู่ใต้น้ำอย่างไร?

ชนิด ประสิทธิภาพ และการใช้งานของอิเล็กโทรด

ชนิดของอิเล็กโทรด

อิเล็กโทรดคาร์บอนสามารถจำแนกประเภทได้เป็นอิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟต์ และอิเล็กโทรดอบเอง ตามการใช้งานและกระบวนการผลิต

อิเล็กโทรดคาร์บอนทำจากแอนทราไซต์ที่มีเถ้าต่ำ โค้กโลหะ ถ่านโค้กพิตช์ และโค้กปิโตรเลียม ประกอบด้วยสัดส่วนและขนาดอนุภาคที่แน่นอน เมื่อเติมสารยึดเกาะ แอสฟัลต์และทาร์จะถูกผสมเข้าด้วยกัน และคนส่วนผสมให้เข้ากันในอุณหภูมิที่เหมาะสม จากนั้นขึ้นรูปและเผาในเตาเผาอย่างช้าๆ สามารถแบ่งออกเป็นอิเล็กโทรดกราไฟต์ธรรมชาติ อิเล็กโทรดกราไฟต์เทียม อิเล็กโทรดคาร์บอน และอิเล็กโทรดคาร์บอนพิเศษ

อิเล็กโทรดกราไฟต์ (graphiteelectrode) ทำจากปิโตรเลียมโค้กและพิตช์โค้กเป็นวัตถุดิบ จากนั้นนำไปใส่ในเตาเผาไฟฟ้าแบบต้านทานกราไฟต์ที่อุณหภูมิ 2273~2773K แล้วทำเป็นอิเล็กโทรดกราไฟต์ด้วยวิธีกราไฟต์อิเล็กโทรดกราไฟต์แบ่งย่อยได้อีกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้

อิเล็กโทรดกราไฟต์แบบธรรมดาช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟต์ที่มีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าต่ำกว่า 17 A/cm2 และส่วนใหญ่ใช้ในเตาเผาไฟฟ้าแบบธรรมดา เช่น การผลิตเหล็ก การกลั่นซิลิกอน และฟอสฟอรัสเหลือง

พื้นผิวของอิเล็กโทรดกราไฟต์เคลือบป้องกันการเกิดออกซิเดชันเคลือบด้วยชั้นป้องกัน (อิเล็กโทรดกราไฟต์ต้านอนุมูลอิสระ) ซึ่งเป็นสื่อไฟฟ้าและทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ซึ่งช่วยลดการใช้อิเล็กโทรดระหว่างการผลิตเหล็กกล้า (19%~50%) และยืดอายุการใช้งานของอิเล็กโทรด (22%~60%) โดยลดการใช้พลังงานของอิเล็กโทรด

อิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟต์ที่มีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 18 ถึง 25 A/cm2 ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในเตาเผาไฟฟ้ากำลังสูงสำหรับการผลิตเหล็กกล้า

อิเล็กโทรดกราไฟต์กำลังสูงพิเศษช่วยให้สามารถใช้อิเล็กโทรดกราไฟต์ที่มีความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้ามากกว่า 25 A/cm2 ได้ ส่วนใหญ่ใช้ในเตาเผาไฟฟ้าแบบอาร์กไฟฟ้าสำหรับผลิตเหล็กกำลังสูงพิเศษ

อิเล็กโทรดแบบอบเอง (selfbakingelectrode) ที่ใช้แอนทราไซต์ โค้ก บิทูเมน และทาร์เป็นวัตถุดิบ ทำเป็นเพสต์อิเล็กโทรดที่อุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นโหลดเพสต์อิเล็กโทรดลงในเคสอิเล็กโทรดที่ติดตั้งบนเตาไฟฟ้า (ดังแสดงในรูปที่ 1) ในกระบวนการผลิตเตาไฟฟ้า ความร้อนจูลที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าผ่านและความร้อนจากการนำในเตาจะถูกเผาและเผาเป็นโค้กด้วยตัวเอง อิเล็กโทรดดังกล่าวสามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง และสามารถขึ้นรูปได้โดยการเชื่อมขอบด้านยาวเข้าด้วยกัน และสามารถเผาให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ได้ อิเล็กโทรดแบบอบเองใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเฟอร์โรอัลลอยด์ เนื่องจากกระบวนการที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ

รูปที่ 1 แผนผังของเปลือกอิเล็กโทรด

เปลือกอิเล็กโทรด 1 อัน ซี่โครง 2 อัน ลิ้นสามเหลี่ยม 3 อัน

ประสิทธิภาพทางเทคนิคหลักของอิเล็กโทรด

วัสดุของอิเล็กโทรดควรมีคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ดังต่อไปนี้:

ค่าการนำไฟฟ้าดีขึ้น ค่าความต้านทานน้อยลง เพื่อลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้า ลดแรงดันตกของตาข่ายสั้น และเพิ่มแรงดันไฟที่มีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มพลังงานของสระหลอมเหลว

มีจุดหลอมเหลวสูง

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนมีค่าน้อย เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว จะไม่เสียรูปง่าย และความเครียดภายในที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิไม่สามารถสร้างรอยแตกร้าวเล็กๆ เพื่อเพิ่มความต้านทานได้

มีความแข็งแรงทางกลเพียงพอที่อุณหภูมิสูง

มีสิ่งเจือปนต่ำ และสิ่งเจือปนไม่ปนเปื้อนในตะกอน

คุณสมบัติทางเทคนิคหลักของอิเล็กโทรดคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟต์ และอิเล็กโทรดอบเอง แสดงอยู่ในตารางที่ 1 และรูปที่ 2 และ 3

ตารางที่ 1 ประสิทธิภาพทางเทคนิคของอิเล็กโทรด

รูปที่ 2 การเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานของอิเล็กโทรดคาร์บอนและอิเล็กโทรดกราไฟต์ตามอุณหภูมิ

รูปที่ 3 การนำความร้อนของอิเล็กโทรดคาร์บอนและกราไฟต์เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ

การเลือกใช้ขั้วไฟฟ้าในอุตสาหกรรมเฟอร์โรอัลลอยด์

อิเล็กโทรดอบเองใช้กันอย่างแพร่หลายในการถลุงโลหะผสมเหล็ก การกลั่นเฟอร์โรซิลิคอน โลหะผสมซิลิกอนโครเมียม โลหะผสมซิลิกอนแมงกานีส เฟอร์โรแมงกานีสคาร์บอนสูง เฟอร์โรโครมคาร์บอนสูง เฟอร์โรแมงกานีสคาร์บอนปานกลางและต่ำ เฟอร์โรโครมคาร์บอนปานกลางและต่ำ โลหะผสมแคลเซียมซิลิกอน เหล็กทังสเตน รอ อิเล็กโทรดอบเองมีแนวโน้มที่จะเพิ่มการผลิตโลหะผสม แถบเหล็กเป็นคาร์บอน และผลิตโลหะผสมเหล็กและโลหะบริสุทธิ์ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำมาก หากเฟอร์โรโครมคาร์บอน ซิลิกอนอุตสาหกรรมและโลหะแมงกานีส ควรใช้อิเล็กโทรดคาร์บอนหรือกราไฟต์

电极的种类、性能及其用途

电极种类

碳质电极按其用途及制作工艺不同可分为碳素电极、石墨电极和自焙电极三种。

碳素电极(คาร์บอนอิเล็กโทรด)是以低灰分的无烟煤、冶金焦、沥青焦和石油焦为原料，按一定的比例和粒度组成.混合时加入黏结剂沥青和焦油，在适当的温度下搅拌均匀后压制成形，最后在焙烧炉中缓慢焙烧制得。可分为天然石墨电极、人造石墨电极、碳电极以及特种碳素电极四类。

石墨电极(graphiteelectrode)以石油焦和沥青焦为原料制成碳素电极，再放到温度为2273〜2773K的石墨化电阻炉中，经石墨化而制成石墨电极„石墨电极又分为以下几种。

普通功率石墨电极允许使用电流密度低于17A/cm2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。

抗氧化涂层石墨电极表เลดี้涂覆既能导电又耐高温氧化的保护层(石墨电极抗氧化剂),降低炼钢时的电极消耗(19%〜50%),延长电极的使用寿命(22%〜60%),降低电极的电能消耗。

高功率石墨电极允许使用电流密度为18〜25A/cm2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。

超高功率石墨电极允许使用电流密度大于25A/cm2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。

自焙电极(selfbakingelectrode)用无烟煤、焦炭以及沥青和焦油为原料，在一定温度下制成电极糊，然后把电极糊装入已安装在电炉上的电极壳中(如image1所示), 在电炉生产过程中依靠电流通过时所产生的焦耳热和炉内传导热,自行烧结焦化。这种电极可连续使用，边使用边接长边给结成形，且可焙烧成大直径的。自焙电极不仅工艺简单，成本也低，因此被广泛用于铁合金生产。