Electrozi de grafit în fabricarea oțelului EAF: selecția gradului și controlul consumului

Un cuptor cu arc electric de topire a oțelului rulează un electrod de grafit UHP pentru utilizare EAF la 18 până la 25 A/cm² cu CTE de 1,1–1,5 ×10⁻⁶/grad, de obicei în diametre de 400 mm până la 600 mm pe un niplu T4 sau T5. Alegerea HP sau un diametru mai mic limitează puterea pe care o puteți împinge prin coloană, iar acel capac apare direct în timpul atingerii.

Răspunsul vine de la transformator. Un cuptor cu arc electric care funcționează la putere mare sau ultra-înaltă se află în banda UHP, iar coloana trebuie dimensionată astfel încât densitatea sa de curent să rămână între 18-25 A/cm² la curentul de funcționare al cuptorului. UHP este specificat deoarece gradul menține CTE la 1,1–1,5 ×10⁻⁶/grad și rezistivitate la sau sub 6,5 μΩ·m - cele două proprietăți care permit unei coloane mari să supraviețuiască loviturilor repetate de arc fără a se sparge la suprafață sau crăpă la îmbinare.

Diametrul este atunci o consecință, nu o alegere liberă. NoastreElectrod de grafit UHP de 600 mmeste dimensiunea specificată în general atunci când transformatorul împinge curentul de funcționare spre partea de sus a benzii UHP, deoarece o secțiune transversală mai mare transportă mai mult curent la aceeași densitate. O coloană de 400 mm pe același transformator i s-ar cere să ofere o densitate mai mare decât o permite banda, iar modul de defecțiune este mai degrabă o întrerupere decât o reducere grațioasă.

Două limite merită precizate clar. În primul rând, un cuptor al cărui nivel de putere se află în gama HP nu este îmbunătățit prin montarea UHP: coloana ar rula sub 18 A/cm², iar cumpărătorul plătește pentru marja CTE pe care procesul nu o folosește niciodată. În al doilea rând, un cuptor care a fost proiectat pentru un diametru specific nu poate lua pur și simplu unul mai mare - catargul, sistemul de prindere și cursa coloanei sunt construite în jurul diametrului, astfel încât ordinea electrozilor urmează designul cuptorului și nu îl precede.

Atribuțiile obișnuite ale notelor pentru tipurile de cuptoare arată astfel.

Rândul EAF este cel despre care este vorba în această pagină. Celelalte două par doar să tragă granița: un EAF care se comportă ca un cuptor cu oală în profilul său de putere este un caz diferit și este acoperit acolo unde se discută cuptoarele cu oală.

Electrodul dintr-un EAF nu este un conductor pasiv. Este un consumabil care transportă simultan curent, radiază căldură și este erodat de arcul pe care îl creează, iar înțelegerea care dintre cele trei este dominantă vă spune de unde vine costul.

Arcul se formează între vârful electrodului și resturi sau topitură. Vârful atinge o temperatură foarte ridicată, iar grafitul se sublimează mai degrabă decât se topește - motiv pentru care consumul de electrozi într-un EAF este măsurat ca o pierdere de lungime și diametru, mai degrabă decât ca o uzură pe o suprafață de contact. Rata acestei pierderi depinde de cât de multă energie furnizează arcul și cât de mult din ea absoarbe coloana.

Rezistivitatea guvernează această scindare. Fiecare microhm-centimetru de rezistivitate de-a lungul coloanei transformă puterea furnizată în căldură în interiorul grafitului, mai degrabă decât în ​​căldură în arc, iar încălzirea internă este cea care determină oxidarea vârfului și pierderea pereților laterali. Acesta este mecanismul din spatele specificației UHP de 6,5 μΩ·m sau mai jos: nu este un marker de calitate abstract, este numărul care determină cât de mult din puterea cuptorului ajunge la deșeuri.

CTE guvernează cealaltă jumătate a problemei. Fiecare căldură supune coloana unui ciclu termic, iar expansiunea pe grad de temperatură stabilește stresul la îmbinare și la orice defect de suprafață. UHP la 1,1–1,5 ×10⁻⁶/grad oferă cea mai largă marjă dintre cele trei grade, care contează cel mai mult în momentul în care arcul lovește și în momentul în care se oprește, când gradientul de temperatură de-a lungul coloanei este cel mai abrupt.

Densitatea de curent se află deasupra ambelor. Este curentul pe unitate de suprafață, iar împingerea acestuia deasupra vârfului benzii gradului accelerează pierderea vârfului și crește probabilitatea unei fracturi articulare. Benzile publicate - sub 17 A/cm² pentru RP, 17–22 A/cm² pentru HP, 18–25 A/cm² pentru UHP - descriu intervalul în care fiecare grad este proiectat să funcționeze, iar densitatea de curent recomandată variază în funcție de diametru și tipul cuptorului.

Trei profiluri de sarcină a cuptorului acoperă aproape fiecare EAF în funcțiune și fiecare mapează la un răspuns diferit.

Un cuptor de mare putere cu un transformator dimensionat să se topească pe un ciclu scurt de la robinet la robinet aparține în UHP, 18–25 A/cm², în diametrul cel mai mare acceptat de catarg. Aceasta este configurația standard pentru producția modernă de oțel, iar intervalul 400–600 mm este locul în care se află cea mai mare parte a volumului, astfel încât alegerea între unElectrod de grafit de 400 mmiar o coloană de 600 mm este fixată de catarg și transformator mai degrabă decât de preferință.

Un cuptor de putere medie care se topește, dar nu rulează programul de putere agresiv al unui magazin de mare putere poate sta în banda HP, 17–22 A/cm². Același cuptor fizic poate fi construit cu oricare dintre clase, în funcție de modul în care îl conduce operatorul, motiv pentru care transformatorul și practica de operare trebuie să fie citite împreună și nu numai plăcuța de identificare.

Un cuptor folosit pentru oțel special cu perioade lungi de rafinare își petrece mai mult timp ținând decât topind, iar sarcina sa efectivă este mai aproape de banda HP chiar și acolo unde plăcuța de identificare sugerează contrariul. Aceeași logică explică de ce cuptoarele cu oală, care doar țin și se reîncălzesc, stau în CP la 17–22 A/cm²: ciclul de căldură este mai scurt și mai puțin violent, iar densitatea de curent necesară este mai mică.

Regula care este valabilă pentru toate cele trei profiluri este că nota urmează punctul de serviciu, nu autodescrierea magazinului. O moară care se numește un magazin de mare putere, dar își rulează cuptorul la un punct de serviciu HP ar trebui să cumpere HP, iar să spună acest lucru clar este mai util pentru un cumpărător decât un alt tabel cu categorii de plăcuțe.

Consumul de electrozi de grafit în fabricarea oțelului EAF are trei surse și doar una dintre ele este pe deplin în mâinile cumpărătorului. În mod deliberat, nu publicăm rate de consum în kilograme pe tonă de oțel, deoarece acele cifre sunt specifice unui cuptor, unui mix de încărcare și unei practici de operare, iar citarea unui număr general ar fi o fabricație îmbrăcată ca date.

Pierderea bacșișului este prima sursă. Vârful electrodului se sublimează pe măsură ce arcul arde, iar viteza depinde de densitatea curentului și de cât de mult oxigen ajunge la vârf. Cumpărătorul îl controlează prin densitatea curentului - rămânând în interiorul benzii de calitate, mai degrabă decât să împingă în vârf - și prin practica de zgură spumoasă, care protejează vârful de atmosferă.

Oxidarea peretelui lateral este a doua. Oxigenul din atmosfera cuptorului atacă coloana de deasupra liniei de zgură, iar pierderea se accelerează oriunde suprafața este fierbinte. Cumpărătorul o controlează prin practicarea zgurii, prin etanșarea din jurul acoperișului cuptorului și prin a nu rula coloana mai fierbinte decât necesită procesul - care se întoarce la rezistivitate și densitatea curentului.

Ruperea este a treia și cea mai scumpă per eveniment. O coloană spartă reduce căldura și deteriorează adesea echipamentul din jur. Cauzele sale sunt mai degrabă mecanice decât termice: o îmbinare care nu a fost strânsă conform specificațiilor corecte, un niplu care nu se potrivește cu priza, o coloană care a fost căzută în timpul încărcării sau o încărcare reziduală care aterizează pe electrod. Cumpărătorul îl controlează prin disciplina de manipulare și inspecție de intrare, mai degrabă decât prin specificații.

Modelul care merită interiorizat este că specificația controlează două dintre cele trei surse, iar disciplina o controlează pe a treia. Achiziționarea unui grad mai mare nu poate compensa o practică de încărcare care aruncă resturi grele pe coloană și nicio manipulare atentă nu va salva o coloană aflată în permanență peste banda de densitate actuală.

Inspecția de intrare la un EAF este rapidă dacă documentele sunt corecte, deoarece verificările care contează sunt cele raportate deja de COA.

Rezistivitatea împotriva ASTM C611 este prima. Pentru UHP ar trebui să se citească la sau sub 6,5 μΩ·m, iar certificatul ar trebui să denumească metoda mai degrabă decât să descrie rezultatul calitativ. Densitatea în vrac la sau peste 1,68 g/cm³ și rezistența la încovoiere la sau peste 11,0 MPa pentru UHP sunt următoarele două, rezistența la încovoiere fiind proprietatea care prezice cel mai direct dacă o coloană supraviețuiește manipulării și încărcării.

Cenușa la sau sub 0,5% contează dintr-un motiv ușor de ratat: cenusa este fracțiunea fără carbon și afectează atât comportamentul de oxidare al vârfului, cât și măsura în care electrodul contribuie cu material nedorit la topitură. Pentru un magazin care produce oțel curat, acesta este o considerație metalurgică, nu doar o linie de specificații.

CTE la 1,1–1,5 ×10⁻⁶/grad pentru UHP închide setul. Deoarece CTE nu este întotdeauna raportat pe fiecare COA, verificarea practică este de a confirma faptul că valoarea este declarată pentru lot, mai degrabă decât citată ca o cifră tipică de grad, și de a o compara cu lotul anterior de la același furnizor, mai degrabă decât doar cu specificația.

Theelectrod de grafit COAverificările fabricilor de oțel rulate pe electrozi de intrare depășesc acești cinci într-un audit complet, dar cinci este minimul de lucru pentru o expediție de rutină. Orice sosește fără un număr de lot sau cu un COA care raportează rezultatele fără metode, este o expediție pe care nu o poți testa.

Ce calitate folosesc fabricile de oțel EAF?

Cuptoarele cu arc electric de mare putere și ultra-înaltă putere utilizează UHP, în banda 18–25 A/cm², cu CTE de 1,1–1,5 ×10⁻⁶/grad și rezistivitate la sau sub 6,5 μΩ·m. Cuptoarele de putere medie care rulează un program de putere mai blând pot folosi HP la 17–22 A/cm². Gradul urmează punctul de funcționare stabilit de transformator și practica de operare, nu plăcuța de identificare a magazinului.

Ce diametru ar trebui să folosească un cuptor de 100 t?

Diametrul urmărește transformatorul și designul catargului mai degrabă decât greutatea robinetului, astfel încât un cuptor de 100 t poate fi construit în mod legitim în jurul diferitelor diametre. Confirmați diametrul acceptat de catargul și sistemul de prindere, apoi verificați dacă densitatea de curent rezultată la curentul de funcționare rămâne în banda UHP de 18–25 A/cm². Dacă nu, diametrul sau gradul sunt greșite.

De ce variază consumul de electrozi între călduri?

Trei surse îl conduc: sublimarea vârfului, oxidarea pereților laterali și spargerea. Pierderea vârfului depinde de densitatea curentului și de oxigenul care ajunge la vârf; oxidarea depinde de practica cu zgură și de etanșarea acoperișului; ruperea este mecanică și de obicei se datorează strângerii articulațiilor, potrivirii mamelonului sau practicii de încărcare. Doar primul este controlat în mod substanțial de specificații.

Cum reduc ruperea electrodului?

Tratați-o ca o problemă de manipulare și inspecție, mai degrabă decât o problemă de specificație. Confirmați tipul mamelonului în raport cu desenul producătorului, strângeți îmbinările conform procedurii specificate, verificați dacă există daune de transport înainte de asamblare și împiedicați deșeurile grele să aterizeze pe coloană în timpul încărcării. O calitate superioară nu fixează o practică de încărcare care cade resturi pe electrod.

O densitate de curent mai mare înseamnă întotdeauna o topire mai rapidă?

Nu. Deasupra vârfului benzii de calitate, densitatea de curent suplimentară se transformă în pierderea vârfului, oxidare și stres asupra articulațiilor, mai degrabă decât în ​​mai multă căldură în deșeuri. Fiecare grad are o bandă de lucru - sub 17 A/cm² pentru RP, 17–22 pentru HP, 18–25 pentru UHP - și cea mai rapidă topire provine din funcționarea aproape de partea superioară a benzii, nu dincolo de aceasta.

Ar trebui vreodată un EAF să ruleze HP în loc de UHP?

Da, acolo unde transformatorul și practica de operare pun punctul de lucru în banda de 17–22 A/cm². Un cuptor de putere medie care nu rulează un program de putere agresiv nu beneficiază de UHP, deoarece coloana ar funcționa sub 18 A/cm². Potriviți nota cu punctul de serviciu, nu cu categoria magazinului.

Spuneți-ne diametrul, gradul, lungimea și tipul mamelonului, iar echipa noastră tehnică va confirma specificația și programul de livrare.WhatsApp: +86 155 1882 4805 · E-mail: inquiry@zaferroalloy.com· sau trimiteți formularul pe site-ul nostrupagina de contact.

Diametru:

Gradul (RP/HP/UHP):

Lungime (mm):

Tip mamelon (T3/T4/T5/T6):

Cantitate lunară (t):

Port de destinație:

Preț țintă (opțional):