Arten von Graphitelektroden

Abhängig von den verschiedenen verwendeten Rohstoffen und den Unterschieden in den physikalischen und chemischen Indikatoren der Endprodukte werden Graphitelektroden in drei Sorten unterteilt: Graphitelektroden mit gewöhnlicher Leistung (RP-Qualität), Hochleistungsgraphitelektroden (HP-Klasse) und Ultra-Graphitelektroden. Hochleistungs-Graphitelektroden (UHP-Qualität).

Dies liegt daran, dass Graphitelektroden hauptsächlich als leitfähige Materialien für Lichtbogenöfen zur Stahlherstellung verwendet werden. In den 1980er Jahren klassifizierte die internationale Elektroofen-Stahlindustrie Elektrolichtbogen-Stahlöfen basierend auf der Eingangsleistung von Transformatoren pro Tonne Ofenkapazität in drei Kategorien: Elektroöfen mit gewöhnlicher Leistung (RP-Öfen), Hochleistungs-Elektroöfen (HP-Öfen), und Ultrahochleistungs-Elektroöfen (UHP-Öfen). Die Eingangsleistung eines Transformators mit einer Kapazität von 20 Tonnen oder mehr pro Tonne eines Elektroofens mit normaler Leistung beträgt im Allgemeinen etwa 300 kW/t; Der Hochleistungs-Elektroofen hat eine Leistung von rund 400 kW/t; Elektroöfen mit einer Eingangsleistung von 500–600 kW/t unter 40 t, 400–500 kW/t zwischen 50–80 t und 350–450 kW/t über 100 t werden als Ultrahochleistungs-Elektroöfen bezeichnet. In den späten 1980er Jahren haben wirtschaftlich entwickelte Länder eine große Anzahl kleiner und mittlerer Elektroöfen mit normaler Leistung und einer Kapazität von weniger als 50 Tonnen aus dem Verkehr gezogen. Bei den meisten neu gebauten Elektroöfen handelte es sich um große Elektroöfen mit extrem hoher Leistung und einer Kapazität von 80–150 Tonnen. Die Eingangsleistung wurde auf 800 kW/t erhöht. Anfang der 1990er-Jahre wurden einige Ultrahochleistungs-Elektroöfen weiter auf 1000–1200 kW/t erhöht. Die in Hochleistungs- und Ultrahochleistungs-Elektroöfen verwendeten Graphitelektroden arbeiten unter strengeren Bedingungen. Aufgrund des erheblichen Anstiegs der durch die Elektroden fließenden Stromdichte treten folgende Probleme auf: (1) Die Elektrodentemperatur steigt aufgrund der Widerstandswärme und des Heißluftstroms, was zu einer Erhöhung der Wärmeausdehnung der Elektroden und Verbindungen führt ein erhöhter Oxidationsverbrauch der Elektroden. (2) Der Temperaturunterschied zwischen der Mitte der Elektrode und dem äußeren Kreis der Elektrode nimmt zu, und die durch den Temperaturunterschied verursachte thermische Belastung nimmt entsprechend zu, wodurch die Elektrode anfällig für Risse und Oberflächenablösungen wird. (3) Eine erhöhte elektromagnetische Kraft verursacht starke Vibrationen, und bei starken Vibrationen steigt die Wahrscheinlichkeit eines Elektrodenbruchs aufgrund lockerer oder getrennter Verbindungen. Daher müssen die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Hochleistungs- und Ultrahochleistungs-Graphitelektroden denen gewöhnlicher Leistungsgraphitelektroden überlegen sein, wie z. B. ein geringerer spezifischer Widerstand, eine höhere Schüttdichte und mechanische Festigkeit, ein niedrigerer Wärmeausdehnungskoeffizient und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit.