Назначение и характеристика электродов

Электроды используют для подвода электричества в рабочую зону дуговой электрической печи. Электроды должны обладать большой электрической проводимостью, механической стойкостью, они также должны иметь повышенную термостойкость, и небольшую цену. Перечисленным условиям соответствуют электроды на основе углеродистых материалов.

По итогам рассмотрения главных характеристик разнообразных электродов (таблица 2) можно сказать, что должно быть отдано предпочтение электродам на основе графита, а качество самоспекающихся электродов приближено к качеству электродов на основе углерода. В процессе создания электростали графитированные электроды носят название графитовые.

Плюсы графитовых электродов настолько весомы, что, невзирая на их дороговизну, ими пользуются производства, на которых установлены электросталеплавильные средние и крупные печи. Графитовые электроды производят диаметром от 75 до 555 мм со значениями допустимой плотности тока в соответствии с (ГОСТ 4426—71):

Диаметр электродов, мм	75	100	125	150	175	200	225	250	300	350	400	450	500	555
Плотность рабочего тока, А/см2 (не более)	34	32	29	26	24	23	22	21	19	18	16	16	15	15

В определенных ситуация изготавливают электроды диаметра 610, 710 мм и выше. В производстве нередко достигается достаточно повышенная рабочая плотность тока на электродах. Затраты электродов в таком случае увеличиваются.

Таблица 2 – Основные параметры разнообразных электродов

Электроды	Зольность, %	Кажущаяся пористость, кг/м3	Пористость, %	Удельное электросопротивление, 10-6 Ом*м	Механическая прочность, 103 Па или кгс/см2			Теплопроводность при 20 С, кДж/(м*ч*С)[ккал/(м*ч*С)]	Температура начала окисления, С
					сжатие	растяжение	изгиб
Графитированные	0,1 – 1,5	1500 – 1700	28 – 30	8 – 12	200 – 350	30 – 60	50 – 100	420 (100)	600-700
Угольные	4 – 8	1480 – 1650	20 – 22	35 – 55	150 – 300	20	30 – 50	84 (20)	460-500
Самоспекающиеся*	6,5-78	1350 - 1500   _____________ 1680	20-30 ______ 26	60-85 ________ 10-30	80-300 _____ 110-200		30 __ 30	14,5-22	400-500

* Числитель – результаты технологических испытаний; знаменатель – данные для рабочего конца электрода.

На электрод в процессе плавки оказывается механическое влияние, часто направленное под углом к оси электрода, и вследствие этого у него должна быть большая механическая стойкость. Высокая пористость (низкая плотность) электрода приводит к сильному его окислению при высокой температуре. Электроды на основе угля по ГОСТ 4425—72 производят диаметром от 100 до 750 мм, и оптимальная плотность на них достигает 7—12 А/см².

В ферросплавном производстве обширно пользуются электродами с самоспекающимися свойствами, которые являются заменой угольным и графитовым электродам там, где допускается небольшое науглероживание сплава и разбавление его железом. Электроды на основе угля используются при создании кристаллического кремния, а графитовые в процессе изготовления феррохрома с отсутствием углерода, металлических хрома и марганца. В основном промышленность пользуется электродами круглого типа с самоспекающимися свойствами и диаметром 2000 мм и плоскими электродами с самоспекающимися свойствами и размером до 3200*800 мм. Значения допустимой рабочей плотности электрода с самоспекающимися свойствами достигают 5—8,5 А/см² (верхняя граница имеет отношение к малым электродам).