Grafitové elektrody ve výrobě oceli EAF: Výběr jakosti a řízení spotřeby

Elektrická oblouková pec pro tavení oceli provozuje UHP grafitovou elektrodu pro provoz EAF při 18 až 25 A/cm² s CTE 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň, obvykle v průměrech 400 mm až 600 mm na vsuvce T4 nebo T5. Volba HP nebo menšího průměru omezuje výkon, který můžete protlačit kolonou, a toto víčko se zobrazí přímo v čase klepnutí po klepnutí.

Odpověď vyplývá z transformátoru. Elektrická oblouková pec s vysokým výkonem nebo ultra vysokým výkonem se nachází v pásmu UHP a sloupec musí být dimenzován tak, aby jeho proudová hustota zůstala v rozmezí 18–25 A/cm² při provozním proudu pece. UHP je specifikováno, protože tato třída má CTE na 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň a měrný odpor na nebo pod 6,5 μΩ·m – dvě vlastnosti, které umožňují velkému sloupu přežít opakované zásahy obloukem bez odlupování na povrchu nebo praskání ve spoji.

Průměr je pak důsledkem, nikoli svobodnou volbou. Náš600mm UHP grafitová elektrodaje velikost obecně specifikovaná, když transformátor tlačí provozní proud směrem k horní části pásma UHP, protože větší průřez přenáší více proudu při stejné hustotě. 400mm sloup na stejném transformátoru by byl požádán, aby dodal vyšší hustotu, než dovoluje pásmo, a režim poruchy je spíše přerušení než ladné snížení výkonu.

Dvě hranice stojí za to jasně uvést. Za prvé, pec, jejíž úroveň výkonu je v rozsahu HP, se instalací UHP nezlepší: kolona by běžela pod 18 A/cm² a kupující platí za marži CTE, kterou proces nikdy nevyužije. Za druhé, pec, která byla navržena pro určitý průměr, nemůže jednoduše vzít větší pec – stožár, upínací systém a pojezd sloupu jsou postaveny kolem průměru, takže pořadí elektrod odpovídá konstrukci pece, nikoli jí předcházelo.

Typické přiřazení jakosti napříč typy pecí vypadá takto.

Řádek EAF je ten, o kterém je tato stránka. Zbývající dva se zdají pouze pro nakreslení hranice: EOP, která se ve svém profilu výkonu chová jako pánvová pec, je jiný případ a je pokryta tam, kde se diskutuje o pánvových pecích.

Elektroda v EAF není pasivní vodič. Je to spotřební materiál, který současně nese proud, vyzařuje teplo a je erodován obloukem, který vytváří, a pochopení, který z těchto tří je dominantní, vám řekne, odkud pochází cena.

Oblouk se tvoří mezi špičkou elektrody a šrotem nebo taveninou. Špička dosahuje velmi vysoké teploty a grafit spíše sublimuje, než se taví – proto se spotřeba elektrody v EAF měří spíše jako ztráta délky a průměru než jako opotřebení kontaktního povrchu. Rychlost této ztráty závisí na tom, kolik energie oblouk dodává a kolik z ní sloup místo toho absorbuje.

Toto rozdělení řídí odpor. Každý mikrohm-centimetr měrného odporu podél sloupce přeměňuje dodávanou energii na teplo uvnitř grafitu spíše než na teplo v oblouku a toto vnitřní zahřívání je to, co řídí oxidaci hrotu a ztrátu boční stěny. Toto je mechanismus, který stojí za specifikací UHP 6,5 μΩ·m nebo nižší: není to abstraktní ukazatel kvality, je to číslo, které určuje, kolik výkonu pece se dostane do šrotu.

CTE řídí druhou polovinu problému. Každé teplo podrobuje kolonu tepelnému cyklu a expanze na stupeň teploty určuje napětí ve spoji a na jakékoli povrchové vadě. UHP při 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň dává nejširší rozpětí ze tří stupňů, což je nejdůležitější v okamžiku zapálení oblouku a v okamžiku jeho zastavení, kdy je teplotní gradient podél sloupu nejstrmější.

Proudová hustota sedí nad oběma. Je to proud na jednotku plochy a jeho vytlačení nad horní okraj pásma urychluje ztrátu hrotu a zvyšuje pravděpodobnost zlomeniny kloubu. Publikovaná pásma – pod 17 A/cm² pro RP, 17–22 A/cm² pro HP, 18–25 A/cm² pro UHP – popisují rozsah, ve kterém je každá třída navržena pro provoz, a typická doporučená hustota proudu se liší podle průměru a typu pece.

Tři profily zatížení pece pokrývají téměř každý EAF v provozu a každý mapuje jinou odpověď.

Vysokovýkonná pec s transformátorem dimenzovaným na tavení v krátkém cyklu odpichu k odpichu patří do UHP, 18–25 A/cm², v největším průměru stožár akceptuje. Toto je standardní konfigurace pro moderní výrobu oceli a rozsah 400–600 mm je místem, kde je většina objemu, takže výběr mezi400mm grafitová elektrodaa 600mm sloup je usazen stožárem a transformátorem spíše než přednostně.

Středně výkonná pec, která se taví, ale neprovozuje agresivní výkonový program vysoce výkonné dílny, může sedět v pásmu HP, 17–22 A/cm². Stejná fyzická pec může být postavena v obou třídách v závislosti na tom, jak ji obsluhuje obsluha, a proto je třeba transformátor a provozní praxi číst společně, spíše než samotný typový štítek.

Pec používaná pro speciální ocel s dlouhými dobami rafinace tráví více času udržováním než tavením a její efektivní provoz je blíže pásmu HP, i když typový štítek naznačuje opak. Stejná logika vysvětluje, proč pánvové pece, které pouze udržují a ohřívají, mají výkon 17–22 A/cm²: tepelný cyklus je kratší a méně násilný a požadovaná proudová hustota je nižší.

U všech tří profilů platí pravidlo, že třída se řídí provozním bodem, nikoli vlastním popisem obchodu. Závod, který se nazývá vysoce výkonným obchodem, ale provozuje svou pec v provozním bodě HP, by si měl koupit HP a říkat to na rovinu je pro kupujícího užitečnější než další tabulka kategorií na štítku.

Spotřeba grafitových elektrod při výrobě oceli EAF má tři zdroje a pouze jeden z nich je plně v rukou kupujícího. Záměrně nezveřejňujeme míry spotřeby v kilogramech na tunu oceli, protože tato čísla jsou specifická pro pec, směs vsázky a provozní praxi a uvedení obecného čísla by bylo výmyslem převlečeným za údaje.

Ztráta hrotu je prvním zdrojem. Špička elektrody při hoření oblouku sublimuje a rychlost závisí na hustotě proudu a na tom, kolik kyslíku dosáhne špičky. Kupující to řídí pomocí proudové hustoty – zůstává v pásmu sklonu spíše než tlačí na vrchol – a pomocí praxe pěnové strusky, která chrání hrot před atmosférou.

Oxidace bočních stěn je druhá. Kyslík v atmosféře pece napadá kolonu nad čárou strusky a ztráta se zrychluje všude tam, kde je povrch horký. Kupující jej řídí pomocí struskové praxe, přes těsnění kolem střechy pece a tím, že kolona neběží na vyšší teplotu, než proces vyžaduje – což se vrací zpět k měrnému odporu a proudové hustotě.

Rozbití je třetí a nejdražší na akci. Rozbitý sloupek odebírá teplo a často poškozuje okolní zařízení. Jeho příčiny jsou spíše mechanické než tepelné: spoj, který nebyl dotažen podle správné specifikace, vsuvka, která se neshoduje s objímkou, sloupec, který upadl během nabíjení nebo odpadní vsázka, která dopadne na elektrodu. Kupující to kontroluje spíše prostřednictvím manipulační disciplíny a příchozí kontroly než prostřednictvím specifikace.

Vzor, který stojí za internalizaci, je ten, že specifikace ovládá dva ze tří zdrojů a disciplína ovládá třetí. Nákup vyšší třídy nemůže kompenzovat nabíjecí praxi, při které se na kolonu vrhá těžký šrot, a žádné opatrné zacházení nezachrání kolonu běžící trvale nad aktuálním pásmem hustoty.

Vstupní kontrola v EAF je rychlá, pokud jsou dokumenty správné, protože kontroly, na kterých záleží, jsou ty, které COA již hlásí.

Odolnost proti ASTM C611 je první. Pro UHP by měla být hodnota 6,5 ​​μΩ·m nebo méně a certifikát by měl spíše jmenovat metodu než kvalitativně popisovat výsledek. Sypná hustota 1,68 g/cm³ nebo vyšší a pevnost v ohybu 11,0 MPa nebo vyšší pro UHP jsou další dva, přičemž pevnost v ohybu je vlastnost, která nejpříměji předpovídá, zda kolona přežije manipulaci a nabíjení.

Popel na nebo pod 0,5 % je důležitý z důvodu, který lze snadno přehlédnout: popel je neuhlíková frakce a ovlivňuje jak oxidační chování hrotu, tak rozsah, v jakém elektroda přispívá nežádoucím materiálem do taveniny. Pro obchod vyrábějící čistou ocel je to metalurgická úvaha, nikoli pouze specifikace.

CTE při 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň pro UHP uzavírá sadu. Protože CTE není vždy uveden na každém COA, praktickou kontrolou je potvrdit, že hodnota je uvedena pro šarži, nikoli jako typická hodnota, a porovnat ji s předchozí šarží od stejného dodavatele, nikoli pouze se specifikací.

Thegrafitová elektroda COAKontroly oceláren běžících na vstupních elektrodách přesahují těchto pět v úplném auditu, ale pět je pracovní minimum pro rutinní zásilku. Cokoli, co dorazí bez čísla šarže nebo s COA, které hlásí výsledky bez metod, je zásilka, kterou nemůžete otestovat.

Jakou jakost používají ocelárny EAF?

Elektrické obloukové pece s vysokým výkonem a ultravysokým výkonem používají UHP v pásmu 18–25 A/cm², s CTE 1,1–1,5 × 10⁻⁶/stupeň a měrným odporem 6,5 μΩ·m. Středně výkonné pece s jemnějším energetickým programem mohou využívat HP při 17–22 A/cm². Třída se řídí provozním bodem stanoveným transformátorem a provozní praxí, nikoli výrobním štítkem.

Jaký průměr by měla používat 100t pec?

Průměr se řídí spíše konstrukcí transformátoru a stožáru než hmotností čepu, takže 100t pec může být legitimně postavena na různých průměrech. Potvrďte průměr, který stožár a upínací systém akceptují, a poté zkontrolujte, zda výsledná proudová hustota při provozním proudu zůstává v pásmu UHP 18–25 A/cm². Pokud tomu tak není, je průměr nebo třída nesprávná.

Proč se spotřeba elektrod mezi jednotlivými ohřevy liší?

Pohánějí jej tři zdroje: sublimace hrotu, oxidace bočních stěn a rozbití. Ztráta špičky závisí na hustotě proudu a kyslíku, který dosáhne špičky; oxidace závisí na praxi strusky a těsnění střechy; zlomení je mechanické a obvykle souvisí s utažením spoje, přizpůsobením bradavek nebo nabíjením. Pouze první je podstatně řízen specifikací.

Jak snížím poškození elektrody?

Považujte to spíše za problém manipulace a kontroly než jako problém se specifikací. Potvrďte typ vsuvky podle výkresu výrobce, utáhněte spoje podle specifikovaného postupu, před montáží zkontrolujte, zda nedošlo k poškození při přepravě, a zabraňte tomu, aby těžký šrot přistával na koloně během plnění. Vyšší stupeň neřeší nabíjecí praxi, při které odpadá šrot na elektrodu.

Znamená vyšší proudová hustota vždy rychlejší tavení?

Ne. Nad horním okrajem třídy se extra proudová hustota přeměňuje ve ztrátu špičky, oxidaci a namáhání spoje spíše než ve více tepla ve šrotu. Každá třída má pracovní pásmo – pod 17 A/cm² pro RP, 17–22 pro HP, 18–25 pro UHP – a nejrychlejší tavenina pochází z provozu poblíž vrcholu pásma, ne za ním.

Měl by EAF někdy provozovat HP místo UHP?

Ano, tam, kde transformátor a provozní praxe stanovily provozní bod v pásmu 17–22 A/cm². Středně výkonná pec, která neprovozuje agresivní energetický program, nemá žádnou výhodu z UHP, protože kolona by pracovala pod 18 A/cm². Přiřaďte stupeň k pracovnímu bodu, nikoli kategorii obchodu.

Sdělte nám průměr, třídu, délku a typ vsuvky a náš technický tým potvrdí specifikaci a harmonogram přepravy.WhatsApp: +86 155 1882 4805 · E-mail: inquiry@zaferroalloy.com· nebo odešlete formulář na našem webukontaktní stránku.

Průměr:

Stupeň (RP/HP/UHP):

Délka (mm):

Typ vsuvky (T3/T4/T5/T6):

Měsíční množství (t):

Cílový přístav:

Cílová cena (volitelné):