Назначение и характеристика электродов
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).