Třídy grafitových elektrod a mechanismy ztráty EAF: technický přehled

Grafitové elektrodyjsou aktuální-spotřební materiály používané v elektrických obloukových pecích (EAF) a pánvových pecích. Pro výrobce oceli není správná elektroda pouze nejlevnější jakost RP, HP nebo UHP. Třída musí odpovídat výkonu pece, provoznímu proudu, průměru elektrody a tepelným podmínkám.

V praxi závisí cena elektrody na tunu oceli jak na pořizovací ceně, tak na skutečné míře spotřeby. Eroze hrotu, oxidace boční stěny a ztráty ve spoji nebo lomu mohou snadno převážit malý rozdíl v kotaci elektrody.

Tato stránka vysvětluje, jak se liší grafitové elektrody RP, HP a UHP, na kterých specifikacích záleží při výběru zdroje a jak vyhodnotit skutečné náklady na elektrody v provozu pece.

RP, HP a UHP popisují různé výkonnostní třídy grafitových elektrod. Rozlišení je založeno na kombinaci elektrického odporu, povoleného proudového zatížení, objemové hmotnosti, tepelné roztažnosti a mechanického výkonu spíše než samotného průměru.

Následující hodnoty jsou užitečné průmyslové referenční rozsahy. Neměly by být považovány za univerzální limity přijatelnosti, protože skutečné hodnoty se liší podle průměru elektrody, příslušné normy a výrobce.

UHP elektrody běžně používají vysoký podíl prémiového jehlového koksu k dosažení nižšího elektrického odporu a nižší tepelné roztažnosti. Vysokotlaké elektrody mohou také obsahovat jehlový koks v závislosti na konstrukci produktu, zatímco druhy RP obecně více spoléhají na konvenční ropný koks.

U nákupu EAF vám název třídy poskytuje pouze obecnou výkonnostní třídu. Následující parametry jsou užitečnější při porovnávání nabídek a technických listů.

U velkých-instalací EAF se běžně setkáváme s grafitovými elektrodami o průměrech kolem 600–700 mm a délkách přibližně 1 800–2 700 mm, ale správná velikost se musí řídit konstrukcí pece, nikoli obecným pravidlem.

V případě potřeby požádejte o skutečné hodnoty testů šarže, místo toho, abyste se spoléhali pouze na limity katalogu.

Spotřeba grafitové elektrody není způsobena jediným mechanismem. Ve skutečném provozu pece ztráta obvykle pochází z kombinace spotřeby špičky, oxidace boční stěny a mechanických ztrát nebo ztrát souvisejících-.

Spotřeba hrotu grafitové elektrody

Hrot elektrody pracuje přímo nad elektrickým obloukem a je vystaven extrémně vysokému tepelnému zatížení. Ke ztrátě uhlíku na špičce dochází prostřednictvím vysokoteplotních reakcí, sublimace a postupné recese konce elektrody.

Spotřeba špičky může představovat podstatný podíl na celkové ztrátě elektrody, ale přesné procento se liší podle výkonu pece, proudu, podmínek oblouku a provozní praxe.

Provoz elektrody při proudové hustotě nad úrovní vhodnou pro její jakost může urychlit spotřebu hrotu a zvýšit riziko provozních problémů.

Oxidace boční stěny grafitové elektrody

Boční stěna horké elektrody reaguje s kyslíkem v atmosféře pece. Oxidace se stává stále významnější s rostoucí teplotou elektrody a dobou expozice.

Spotřeba bočních stěn se může zvýšit s:

• delší vystavení-vysoké teplotě;
• vnikání vzduchu do pece;
• agresivní kyslíková praxe;
• velký exponovaný povrch elektrody.

Dobré utěsnění pece, provozní kontrola a vhodná opatření-pro kontrolu oxidace mohou pomoci snížit zbytečné ztráty boční stěny. V některých provozních podmínkách lze také zvážit antioxidační povlaky.

Ztráta spoje grafitových elektrod a jejich poškození

Vsuvkový spoj musí při opakovaných tepelných cyklech přenášet jak elektrický proud, tak mechanické zatížení.

Špatný stav spoje, nesprávný utahovací moment, náraz, vibrace nebo tepelné namáhání mohou vést k poškození vsuvky, uvolnění nebo zlomení elektrody. Porucha spoje může mít za následek ztrátu pahýlu nebo ztrátu části sloupce elektrody.

Z tohoto důvodu by měla být vsuvka přizpůsobena jakosti elektrody a specifikaci připojení spíše než jako sekundární příslušenství.

Vyberte jakost grafitové elektrody spíše podle provozních podmínek pece než podle samotné kupní ceny.

Nižší-cena elektrody se může prodražit, pokud její aktuální-zatížitelnost, tepelný výkon nebo mechanické vlastnosti neodpovídají peci.

Před výběrem RP, HP nebo UHP potvrďte:

• typ pece a výkon transformátoru;
• normální provozní proud;
• průměr elektrody;
• vypočtená proudová hustota;
• doba ohřevu a tepelný cyklus;
• šrot, DRI nebo jiný způsob nabíjení;
• praxe s kyslíkem a hořákem;
• historická spotřeba elektrody v kg/t oceli.

Provozování elektrody RP- při proudové hustotě typičtější pro provoz UHP může zvýšit spotřebu elektrody a riziko selhání natolik, že vyváží nižší nákupní cenu.

Naopak použití UHP elektrod v nízkoproudé aplikaci nepřináší automaticky měřitelný ekonomický přínos.

Porovnávání grafitových elektrod pouze v USD/MT nebo RMB/MT může být zavádějící.

Užitečnějším měřítkem nákupu jenáklady na elektrodu na tunu vyrobené oceli.

Můžete to vyhodnotit pomocí:

Náklady na elektrodu na tunu oceli=spotřeba elektrody (kg/t oceli) × cena dodané elektrody za kg

Například elektroda, která stojí více na tunu, může stále snižovat celkové náklady pece, pokud snižuje spotřebu, snižuje lámavost a podporuje kratší nebo stabilnější ohřevy.

Při kontrole dodavatelů sledujte samostatně následující:

• normální spotřeba elektrody;
• ztráta hrotu;
• oxidace boční stěny;
• útržky a společné ztráty;
• abnormální rozbití;
• produktivita pece.

To poskytuje mnohem jasnější obrázek než samotné srovnávání cen elektrod.

Pro dostupné velikosti a specifikace produktu si můžete prohlédnout také našeGrafitová elektrodasortiment.

Q1: Jaký je rozdíl mezi grafitovými elektrodami RP, HP a UHP?
RP, HP a UHP představují různé výkonnostní třídy elektrod. UHP obecně podporuje vyšší proudové zatížení a má nižší elektrický odpor a nižší tepelnou roztažnost než druhy RP. Konečná klasifikace by měla být porovnána se skutečným průměrem a specifikací produktu.

Q2: Je grafitová elektroda UHP vždy lepší než HP nebo RP?
Ne. UHP je navržen pro provoz pece s vysokým-výkonem. Pokud proud pece a provozní podmínky nevyžadují výkon UHP, dodatečné pořizovací náklady nemusí poskytnout smysluplnou výhodu.

Q3: Jak mohu vybrat správný průměr grafitové elektrody?
Průměr elektrody by měl odpovídat konstrukci pece, kapacitě transformátoru, držáku elektrody a provoznímu proudu. Třída a průměr by měly být vybírány společně, nikoli nezávisle.

Q4: Co způsobuje vysokou spotřebu grafitových elektrod?
Mezi běžné příčiny patří vysoká spotřeba hrotu, oxidace bočních stěn, nadměrná proudová hustota, dlouhodobé vystavení vysokým-teplotám, problémy se spoji, mechanické poškození a nestabilní provoz pece.

Q5: Proč je elektrický odpor důležitý?
Elektrický odpor ovlivňuje vedení proudu a elektrické ztráty. Nižší měrný odpor obecně podporuje vyšší proudové zatížení, ale přijatelná hodnota závisí na jakosti elektrody, průměru a použitelné specifikaci.

Q6: Proč je důležitá vsuvka grafitové elektrody?
Vsuvka spojuje jednotlivé elektrody do pracovního sloupce. Jeho elektrický, mechanický a rozměrový výkon přímo ovlivňuje stabilitu kloubu. Špatné utažení nebo nevhodná vsuvka může zvýšit riziko uvolnění, zlomeniny nebo ztráty pahýlu.

Q7: Jaké specifikace bych měl požadovat před nákupem elektrod UHP?
Potvrďte průměr, délku, měrný odpor, objemovou hmotnost, pevnost v ohybu, CTE, obsah popela, specifikaci vsuvky, typ závitu a požadované kontrolní hodnoty šarže.

Q8: Jak by se měla porovnávat cena grafitové elektrody?
Porovnejte jak cenu dodané elektrody, tak skutečnou spotřebu v kg na tunu oceli. Dražší elektroda může mít nižší celkové provozní náklady, pokud se sníží spotřeba a abnormální ztráty.

Grafitové elektrody RP, HP a UHP by měly být vybírány podle výkonu pece, provozní proudové hustoty a vlastností elektrody, zatímco skutečné náklady na elektrody by měly být vyhodnoceny jak z kupní ceny, tak ze spotřeby na tunu oceli.

Otázka týkající se hodnocení je hlavně otázka-zátěžová; otázka nákladů je otázkou spotřeby a ztrát. Ověřte příslušné specifikace elektrody a vsuvky, v případě potřeby porovnejte výkon šarže a sledujte ztráty na špičce, boční stěně a spoji samostatně, abyste pochopili skutečné náklady na grafitovou elektrodu ve vašem provozu EAF.