Come funzionano gli elettrodi di grafite?

Parliamo di come funzionano gli elettrodi di grafite, del processo di produzione degli elettrodi di grafite e perché è necessario sostituirli.
1. Come funzionano gli elettrodi di grafite?
Gli elettrodi fanno parte del coperchio del forno e sono assemblati in colonne. L'elettricità passa attraverso gli elettrodi, formando un arco di calore intenso che fonde i rottami di acciaio.
Gli elettrodi vengono spostati verso il basso sul rottame durante la fase di fusione. Quindi si genera un arco tra l'elettrodo e il metallo. Considerando l'aspetto protettivo, si sceglie una bassa tensione per questo scopo. Dopo che l'arco è stato schermato dagli elettrodi, la tensione viene aumentata per accelerare il processo di fusione.
2. Processo di fabbricazione degli elettrodi di grafite
L'elettrodo di grafite è costituito principalmente da coke di petrolio e coke aghiforme, mentre il bitume di carbone viene utilizzato come legante. Viene prodotto mediante calcinazione, compoundazione, impastamento, pressatura, torrefazione, grafitizzazione e lavorazione meccanica. Serve a scaricare l'energia elettrica sotto forma di arco elettrico nel forno ad arco elettrico. Il conduttore che riscalda e fonde la carica può essere suddiviso in un elettrodo di grafite di potenza comune, un elettrodo di grafite ad alta potenza e un elettrodo di grafite ad altissima potenza in base al suo indice di qualità.

3. Perché è necessario sostituire gli elettrodi di grafite?
Secondo il principio di consumo, vi sono diverse ragioni per sostituire gli elettrodi di grafite.
• Utilizzo finale: include la sublimazione della grafite causata dall'elevata temperatura dell'arco e dalla perdita di reazione chimica tra l'elettrodo, l'acciaio fuso e le scorie. La velocità di sublimazione ad alta temperatura alla fine dipende principalmente dalla densità di corrente che attraversa l'elettrodo, nonché dal diametro del lato dell'elettrodo dopo l'ossidazione. Il consumo finale dipende anche dall'opportunità di immergere l'elettrodo nell'acqua dell'acciaio per aumentarne il carbonio.
• Ossidazione laterale: la composizione chimica dell'elettrodo è carbonio. Il carbonio si ossida con aria, vapore acqueo e anidride carbonica in determinate condizioni, e la quantità di ossidazione sul lato dell'elettrodo è correlata al tasso di ossidazione unitario e all'area di esposizione. Normalmente, l'ossidazione sul lato dell'elettrodo rappresenta circa il 50% del consumo totale dell'elettrodo. Negli ultimi anni, al fine di migliorare la velocità di fusione dei forni elettrici, la frequenza delle operazioni di soffiaggio dell'ossigeno è aumentata, con conseguente aumento della perdita per ossidazione dell'elettrodo.
• Perdita residua: quando l'elettrodo viene utilizzato in modo continuo nella giunzione tra l'elettrodo superiore e quello inferiore, una piccola sezione dell'elettrodo o del giunto si stacca a causa dell'assottigliamento ossidativo del corpo o della penetrazione di crepe.
• Sfaldamento e caduta della superficie: conseguenza della scarsa resistenza agli shock termici dell'elettrodo stesso durante il processo di fusione. Include la rottura del corpo dell'elettrodo e del nipplo. La rottura dell'elettrodo è correlata alla qualità e alla lavorazione dell'elettrodo in grafite e del nipplo, nonché al processo di produzione dell'acciaio.