أنواع أقطاب الجرافيت

وفقًا للمواد الخام المختلفة المستخدمة والاختلافات في المؤشرات الفيزيائية والكيميائية للمنتجات النهائية، تنقسم أقطاب الجرافيت إلى ثلاثة أنواع: أقطاب الجرافيت ذات الطاقة العادية (درجة RP)، وأقطاب الجرافيت عالية الطاقة (درجة HP)، وأقطاب الجرافيت فائقة الطاقة أقطاب الجرافيت عالية الطاقة (درجة UHP).

وذلك لأن أقطاب الجرافيت تستخدم بشكل أساسي كمواد موصلة لأفران صناعة الصلب بالقوس الكهربائي. في الثمانينات من القرن العشرين، صنفت صناعة صناعة الصلب بالفرن الكهربائي الدولي أفران صناعة الصلب بالقوس الكهربائي إلى ثلاث فئات بناءً على طاقة الإدخال للمحولات لكل طن من سعة الفرن: أفران كهربائية عادية (أفران RP)، أفران كهربائية عالية الطاقة (أفران HP)، أفران كهربائية ذات طاقة عادية (أفران RP)، أفران كهربائية عالية الطاقة (أفران HP)، والأفران الكهربائية ذات الطاقة العالية جدًا (أفران UHP). تبلغ الطاقة المدخلة لمحول بقدرة 20 طنًا أو أكثر لكل طن من الفرن الكهربائي العادي حوالي 300 كيلو واط / طن؛ الفرن الكهربائي ذو الطاقة العالية لديه قدرة حوالي 400kW/t؛ الأفران الكهربائية بقدرة إدخال 500-600 كيلو واط/طن أقل من 40 طن، 400-500 كيلو واط/طن بين 50-80 طن، و350-450 كيلو واط/طن فوق 100 طن يشار إليها بالأفران الكهربائية ذات الطاقة العالية جدًا. في أواخر الثمانينيات، تخلصت الدول المتقدمة اقتصاديًا من عدد كبير من أفران الطاقة الكهربائية العادية الصغيرة والمتوسطة الحجم التي تقل سعتها عن 50 طنًا. كانت معظم الأفران الكهربائية المبنية حديثًا عبارة عن أفران كهربائية كبيرة ذات طاقة عالية للغاية بسعة 80-150 طنًا، وتمت زيادة الطاقة المدخلة إلى 800 كيلووات/طن. في أوائل التسعينيات، تمت زيادة بعض الأفران الكهربائية ذات الطاقة العالية جدًا إلى 1000-1200 كيلووات/طن. تعمل أقطاب الجرافيت المستخدمة في الأفران الكهربائية عالية الطاقة وعالية الطاقة في ظل ظروف أكثر صرامة. وبسبب الزيادة الكبيرة في كثافة التيار المار عبر الأقطاب الكهربائية تظهر المشاكل التالية: (1) ارتفاع درجة حرارة القطب بسبب حرارة المقاومة وتدفق الهواء الساخن، مما يؤدي إلى زيادة التمدد الحراري للأقطاب الكهربائية والمفاصل، وكذلك زيادة في استهلاك الأكسدة للأقطاب الكهربائية. (2) يزداد فرق درجة الحرارة بين مركز القطب والدائرة الخارجية للقطب، ويزداد أيضًا الضغط الحراري الناتج عن اختلاف درجة الحرارة وفقًا لذلك، مما يجعل القطب عرضة للتشقق وتقشير السطح. (3) زيادة القوة الكهرومغناطيسية تسبب اهتزازًا شديدًا، وفي ظل الاهتزاز الشديد، يزداد احتمال كسر القطب بسبب التوصيلات السائبة أو المنفصلة. لذلك، يجب أن تكون الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لأقطاب الجرافيت عالية الطاقة وعالية الطاقة متفوقة على أقطاب الجرافيت ذات الطاقة العادية، مثل المقاومة المنخفضة والكثافة الظاهرية الأعلى والقوة الميكانيكية ومعامل التمدد الحراري المنخفض والمقاومة الجيدة للصدمات الحرارية.