Grafietelektrode verwijst naar een hoog-temperatuurbestendig geleidend grafietmateriaal gemaakt van petroleumcokes en asfaltcokes als aggregaten, koolteer als bindmiddel, door middel van calcineren, breken en malen van grondstoffen, batchen, mengen, gieten, calcineren, impregneren, grafitiseren en mechanische verwerking. Het wordt kunstmatige grafietelektrode genoemd (ook wel grafietelektrode genoemd), wat anders is dan de natuurlijke grafietelektrode bereid uit natuurlijk grafiet als grondstof.
Grafietelektroden worden voornamelijk gemaakt uit petroleumcokes en naaldcokes als grondstoffen, met koolteerpek als bindmiddel. Ze worden gemaakt door calcineren, batchen, mengen, gieten, roosteren, grafitiseren en machinaal bewerken. Het zijn geleiders die elektrische energie vrijgeven in de vorm van een boog in een vlamboogoven om het ovenmateriaal te verwarmen en te smelten. Op basis van hun kwaliteitsindicatoren kunnen ze worden onderverdeeld in grafietelektroden met gewoon vermogen, grafietelektroden met hoog-vermogen en grafietelektroden met ultra-hoog vermogen.
De belangrijkste grondstof voor de productie van grafietelektroden is petroleumcokes. Aan gewone elektrische grafietelektroden kan een kleine hoeveelheid asfaltcokes worden toegevoegd, en het zwavelgehalte van zowel petroleumcokes als asfaltcokes mag niet hoger zijn dan 0,5%. Naaldcokes is ook vereist bij de productie van grafietelektroden met hoog-vermogen of ultrahoog vermogen. De belangrijkste grondstof voor de productie van aluminiumanodes is petroleumcokes, en het zwavelgehalte wordt beperkt tot niet meer dan 1,5% tot 2%. Petroleumcokes en asfaltcokes moeten voldoen aan de relevante nationale kwaliteitsnormen.
Het voordeel van grafietelektrode
(1) De toenemende complexiteit van de matrijsgeometrie en de diversificatie van producttoepassingen hebben geleid tot hogere eisen aan de ontladingsnauwkeurigheid van vonkmachines. De voordelen van grafietelektroden zijn dat ze gemakkelijk te verwerken zijn, een hoge ontladingsverwijderingssnelheid hebben en een laag grafietverlies hebben. Daarom hebben sommige op groepen gebaseerde klanten van vonkmachines de koperelektroden verlaten en zijn overgestapt op grafietelektroden. Bovendien kunnen sommige speciaal gevormde elektroden niet van koper worden gemaakt, maar grafiet is gemakkelijker te vormen en koperen elektroden zijn zwaarder en niet geschikt voor het verwerken van grote elektroden. Deze factoren hebben ertoe geleid dat sommige klanten van vonkmachines op groepsniveau grafietelektroden zijn gaan gebruiken.
(2) Grafietelektroden zijn gemakkelijker te verwerken en hebben een aanzienlijk hogere verwerkingssnelheid dan koperelektroden. Het gebruik van freestechnologie om grafiet te verwerken is bijvoorbeeld 2-3 keer sneller dan andere metaalbewerkingen en vereist geen extra handmatige verwerking, terwijl koperelektroden handmatig moeten worden geslepen. Op dezelfde manier zal, als snelle grafietbewerkingscentra worden gebruikt om elektroden te vervaardigen, de snelheid hoger zijn, zal de efficiëntie hoger zijn en zal er geen stofprobleem zijn. Bij deze bewerkingsprocessen kan het selecteren van gereedschappen met de juiste hardheid en grafiet de slijtage van het gereedschap en de schade aan koperelektroden verminderen. Als we de maaltijd tussen grafietelektroden en koperelektroden vergelijken, zijn grafietelektroden 67% sneller dan koperelektroden. Over het algemeen is het gebruik van grafietelektroden bij het bewerken van elektrische ontladingen 58% sneller dan het gebruik van koperen elektroden. Op deze manier wordt de verwerkingstijd aanzienlijk verkort, terwijl ook de productiekosten worden verlaagd.
(3) Het ontwerp van grafietelektroden verschilt van dat van traditionele koperelektroden. Veel matrijzenfabrieken hebben doorgaans verschillende reservehoeveelheden voor de ruwe en fijne bewerking van koperelektroden, terwijl grafietelektroden vrijwel dezelfde reservehoeveelheid gebruiken, waardoor het aantal CAD/CAM- en machinebewerkingstijden afneemt. Dit alleen al is voldoende om de nauwkeurigheid van vormholtes aanzienlijk te verbeteren.
De toepassing van grafietelektrode
(1) Gebruikt voor elektrische boogstaalovens
De staalproductie in elektrische ovens is een belangrijke gebruiker van grafietelektroden. De productie van elektrisch ovenstaal in China is goed voor ongeveer 18% van de ruwstaalproductie, en grafietelektroden die bij de staalproductie worden gebruikt, zijn goed voor 70% tot 80% van de totale hoeveelheid gebruikte grafietelektroden. Het maken van staal in elektrische ovens is het proces waarbij grafietelektroden worden gebruikt om stroom in de oven te brengen, en waarbij voor het smelten gebruik wordt gemaakt van de hoge- warmtebron die wordt gegenereerd door de boog tussen het uiteinde van de elektrode en de ovenlading.
(2) Gebruikt voor minerale thermische elektrische ovens
Minerale thermische elektrische ovens worden voornamelijk gebruikt voor de productie van industrieel silicium en gele fosfor. Hun kenmerk is dat het onderste deel van de geleidende elektrode in het ovenmateriaal is begraven, een boog in de materiaallaag vormt en de warmte-energie gebruikt die wordt uitgezonden door de weerstand van het ovenmateriaal zelf om het ovenmateriaal te verwarmen. Onder hen vereisen minerale thermische elektrische ovens met een hoge stroomdichtheid grafietelektroden. Er wordt bijvoorbeeld ongeveer 100 kg aan grafietelektroden verbruikt voor de productie van 1 ton silicium, en ongeveer 40 kg aan grafietelektroden voor de productie van 1 ton gele fosfor.
(3) Gebruikt voor weerstandsovens
De grafitiseringsoven die wordt gebruikt voor de productie van grafietproducten, de smeltoven die wordt gebruikt voor het smelten van glas en de elektrische oven die wordt gebruikt voor de productie van siliciumcarbide behoren allemaal tot de weerstandsovens. De materialen in de oven zijn zowel verwarmingsweerstanden als te verwarmen objecten. Gewoonlijk worden grafietelektroden voor geleidbaarheid ingebed in de kopwand van de oven aan het uiteinde van de weerstandsoven voor discontinu verbruik van grafietelektroden.
(4) Gebruikt voor het bereiden van onregelmatige grafietproducten
De blanco van grafietelektroden wordt ook gebruikt voor verwerking tot grafietproducten in verschillende vormen, zoals smeltkroezen, mallen, boten en verwarmingselementen. In de kwartsglasindustrie is bijvoorbeeld voor elke ton geproduceerde elektrische smeltbuis 10 ton grafietelektroden nodig; voor elke ton geproduceerde kwartssteen wordt 100 kilogram grafietelektroden verbruikt.
