Definition og konstruktion
En grafitelektrode er en bearbejdet cylinder af fremstillet grafit med en tilspidset gevindfatning i hver ende. Det er lavet af koksfyldstof og beg-bindemiddel, dannet ved ekstrudering eller presning, bagt, grafitiseret og derefter bearbejdet til størrelse. Hver sektion leveres med en eller flere grafitnipler, der skrues ind i fatningerne. Diameteren af en sektion er ensartet langs dens længde, og enderne er bearbejdet flade og firkantede, så strømmen passerer fra den ene sektion til den næste gennem brystvorten uden et mellemrum.
Grade og Diameter Series
Elektroder er grupperet i standardeffekt, høj effekt og ultra-høj-effekt, forkortet RP, HP og UHP. Karakteren bestemmer den strømtæthed, der kan bæres sikkert, og betegnelsen angiver normalt den nominelle diameter, så en UHP500-elektrode er en ultra-høj-elektrode med en diameter på omkring 500 mm. Standardlængder er 1.800, 2.100 og 2.400 mm, med længere sektioner til store ovne. Diameteren skal passe til ovntransformatoren, elektrodesøjleklemmen og det aktuelle program, så kvalitet og størrelse vælges sammen.
Funktion inde i lysbueovnen
Inde i ovnen har elektroden tre opgaver. Den leder ovnstrømmen fra samleskinnesystemet ned til ladningen, den rammer og opretholder den lysbue, der omdanner elektrisk energi til varme, og den overfører denne varme til skrotet gennem stråling og gennem lysbuefastgørelsen på metalbadet. Fordi buen dannes ved spidsen, er spidsen den varmeste del af elektroden og den del, der slides hurtigst. Lysbuetemperaturen kan overstige 3.500 grader Celsius, hvorfor kulstof med sit meget høje sublimeringspunkt er det foretrukne materiale.
Udvidelse af kolonnen, efterhånden som den forbruges
En elektrodesøjle forbruges gradvist fra bunden, så ovnen skal kunne tilføje nye sektioner i toppen uden at stoppe. Søjlen holdes i en klemme, der også fører strøm, og klemmen kan frigøres og gen-grebes i en lavere position, så elektroden glider ned, når spidsen forkortes. Når toppen af søjlen når klemmen, skrues en ny sektion på den blotlagte fatning. Denne cyklus gentages gennem hele kampagnen, og monteringsdisciplinen ved samlingen bestemmer, hvor pålideligt søjlen yder.
Forbrug og udskiftningspraksis
Elektrodeforbrug måles i kilogram pr. ton flydende stål og er den vigtigste præstationsindikator for en ovnbutik. Nettoforbruget for en vel-drevet ultra-høj-ovn er typisk omkring 1,5 til 2,5 kg pr. ton. Forbrug inkluderer spidstab gennem sublimering og buerosion, tab af sidevæg gennem oxidation og lejlighedsvis tab ved brud. Udskiftningspraksis omfatter den planlagte tilføjelse af nye sektioner, håndteringsreglerne, der forhindrer mekaniske skader, og inspektion af gevind, så en slidt nippel ikke genbruges med en ny sektion.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvad er en grafitelektrode helt præcist?
En bearbejdet cylinder af fremstillet grafit med en gevindfatning i hver ende, der bruges til at lede strøm ind i en lysbueovn og til at danne smeltebuen.
Q: Hvor mange elektroder bruger en ovn?
En trefaset vekselstrømsovn bruger tre elektroder arrangeret i en trekant over ildstedet. Jævnstrømsovne kan bruge en enkelt elektrode plus en bundelektrode.
Q: Hvad er forskellen mellem RP, HP og UHP?
Bogstaverne angiver almindelig effekt, høj effekt og ultra-høj effekt, og de beskriver den strømtæthed, som elektroden kan bære, med ultra-høje-effektklasser designet til de mest krævende ovne.
Spørgsmål: Hvordan når elektroden badet, når den slides?
Holderklemmen udløses og igen-griber i en lavere position, så søjlen glider ned, og nye sektioner skrues på toppen af søjlen efter behov.
Q: Hvor længe holder en elektrodesektion?
Det afhænger af ovnen og kvaliteten, men et forbrug på ca. 1,5 til 2,5 kg pr. ton stål giver størrelsesordenen for en velfungerende-installation med ultra-høj-effekt.
Q: Hvad sker der, hvis elektroden går i stykker?
Den nederste sektion falder ned i badet eller på ladningen, strømmen går tabt, ovnen skal åbnes og fragmentet fjernes, så brud er den mest kostbare fejltilstand ved normal drift.