Stupne grafitových elektród a mechanizmy straty EAF: technický prehľad

Grafitové elektródysú spotrebný materiál-na prenos prúdu používaný v elektrických oblúkových peciach (EAF) a panvových peciach. Pre výrobcov ocele nie je správna elektróda jednoducho najlacnejšia trieda RP, HP alebo UHP. Kvalita musí zodpovedať výkonu pece, prevádzkovému prúdu, priemeru elektródy a tepelným podmienkam.

V praxi náklady elektród na tonu ocele závisia od nákupnej ceny a skutočnej spotreby. Erózia hrotu, oxidácia bočnej steny a straty v spoji alebo zlomení môžu ľahko prevážiť malý rozdiel v cene elektródy.

Táto stránka vysvetľuje, ako sa líšia grafitové elektródy RP, HP a UHP, ktoré špecifikácie sú dôležité pri výbere a ako vyhodnotiť skutočné náklady na elektródy v prevádzke pece.

RP, HP a UHP popisujú rôzne výkonnostné triedy grafitových elektród. Rozlíšenie je založené na kombinácii elektrického odporu, prípustného prúdového zaťaženia, objemovej hmotnosti, tepelnej rozťažnosti a mechanického výkonu, a nie samotného priemeru.

Nasledujúce hodnoty sú užitočné priemyselné referenčné rozsahy. Nemali by sa považovať za univerzálne akceptačné limity, pretože skutočné hodnoty sa líšia v závislosti od priemeru elektródy, príslušnej normy a výrobcu.

UHP elektródy bežne používajú vysoký podiel prémiového ihlového koksu na dosiahnutie nižšieho elektrického odporu a nižšej tepelnej rozťažnosti. Elektródy HP môžu tiež obsahovať ihlový koks v závislosti od konštrukcie produktu, zatiaľ čo triedy RP sa vo všeobecnosti viac spoliehajú na konvenčný ropný koks.

V prípade obstarávania EAF vám názov triedy poskytuje iba všeobecnú výkonnostnú triedu. Nasledujúce parametre sú užitočnejšie pri porovnávaní cenových ponúk a technických údajov.

Pri veľkých-inštaláciách EAF s vysokým výkonom sa bežne stretávame s grafitovými elektródami s priemermi približne 600 – 700 mm a dĺžkami približne 1 800 – 2 700 mm, ale správna veľkosť sa musí riadiť konštrukciou pece a nie všeobecným pravidlom.

Ak je to potrebné, požiadajte o skutočné hodnoty testov šarže namiesto spoliehania sa iba na limity katalógu.

Spotreba grafitovej elektródy nie je spôsobená jediným mechanizmom. Pri skutočnej prevádzke pece straty zvyčajne pochádzajú z kombinácie spotreby hrotu, oxidácie bočnej steny a mechanických strát alebo strát súvisiacich so spojmi.

Spotreba hrotu grafitovej elektródy

Hrot elektródy pracuje priamo nad elektrickým oblúkom a je vystavený extrémne vysokému tepelnému zaťaženiu. K strate uhlíka na hrote dochádza prostredníctvom-reakcií pri vysokej teplote, sublimácie a postupnej recesie konca elektródy.

Spotreba hrotu môže predstavovať podstatnú časť celkovej straty elektródy, ale presné percento sa mení v závislosti od výkonu pece, prúdu, podmienok oblúka a prevádzkovej praxe.

Prevádzka elektródy s prúdovou hustotou nad úrovňou vhodnou pre jej stupeň môže urýchliť spotrebu hrotu a zvýšiť riziko prevádzkových problémov.

Oxidácia bočnej steny grafitovej elektródy

Bočná stena horúcej elektródy reaguje s kyslíkom v atmosfére pece. Oxidácia sa stáva čoraz významnejšou so zvyšujúcou sa teplotou elektródy a časom expozície.

Spotreba bočnej steny sa môže zvýšiť s:

• dlhšie vystavenie-vysokej teplote;
• vstup vzduchu do pece;
• agresívna kyslíková prax;
• veľký exponovaný povrch elektródy.

Dobré utesnenie pece, prevádzková kontrola a vhodné opatrenia na-kontrolu oxidácie môžu pomôcť znížiť zbytočné straty na bočnej stene. V niektorých prevádzkových podmienkach možno zvážiť aj antioxidačné nátery.

Strata spoja a rozbitia grafitových elektród

Spojenie vsuvky musí prenášať elektrický prúd aj mechanické zaťaženie pri opakovaných tepelných cykloch.

Zlý stav spoja, nesprávny uťahovací moment, náraz, vibrácie alebo tepelné namáhanie môžu viesť k poškodeniu vsuvky, uvoľneniu alebo zlomeniu elektródy. Porucha spoja môže mať za následok stratu čapu alebo stratu časti stĺpca elektródy.

Z tohto dôvodu by mala byť vsuvka prispôsobená triede elektródy a špecifikácii pripojenia a nemala by sa považovať za sekundárne príslušenstvo.

Vyberte typ grafitovej elektródy podľa prevádzkových podmienok pece a nie podľa samotnej nákupnej ceny.

Elektróda s nižšou{0}}cenou sa môže predražiť, ak jej aktuálna-únosnosť, tepelný výkon alebo mechanické vlastnosti nezodpovedajú peci.

Pred výberom RP, HP alebo UHP potvrďte:

• typ pece a výkon transformátora;
• normálny prevádzkový prúd;
• priemer elektródy;
• vypočítaná prúdová hustota;
• čas ohrevu a tepelný cyklus;
• šrot, DRI alebo iná účtovná prax;
• cvičenie s kyslíkom a horákom;
• historická spotreba elektród v kg/t ocele.

Prevádzka elektródy RP- pri prúdovej hustote, ktorá je pre UHP typickejšia, môže zvýšiť spotrebu elektródy a riziko zlyhania natoľko, že kompenzuje nižšiu nákupnú cenu.

Naopak, použitie UHP elektród v nízko{0}}prúdovej aplikácii automaticky neprináša merateľné ekonomické výhody.

Porovnávanie grafitových elektród iba podľa USD/MT alebo RMB/MT môže byť zavádzajúce.

Užitočnejšie opatrenie nákupu jenáklady elektród na tonu vyrobenej ocele.

Môžete to vyhodnotiť pomocou:

Náklady na elektródu na tonu ocele=spotreba elektródy (kg/t ocele) × cena dodanej elektródy za kg

Napríklad elektróda, ktorá stojí viac na tonu, môže stále znižovať celkové náklady na pec, ak znižuje spotrebu, znižuje lámavosť a podporuje kratšie alebo stabilnejšie ohrevy.

Pri posudzovaní dodávateľov sledujte oddelene nasledovné:

• normálna spotreba elektródy;
• strata hrotu;
• oxidácia bočnej steny;
• pahýľ a spoločné straty;
• abnormálne zlomenie;
• produktivita pece.

To poskytuje oveľa jasnejší obraz ako samotné porovnávanie cenových ponúk elektród.

Pre dostupné veľkosti a špecifikácie produktu si môžete pozrieť aj našeGrafitová elektródasortimentu.

Q1: Aký je rozdiel medzi grafitovými elektródami RP, HP a UHP?
RP, HP a UHP predstavujú rôzne výkonnostné triedy elektród. UHP vo všeobecnosti podporuje vyššie prúdové zaťaženie a má nižší elektrický odpor a nižšiu tepelnú rozťažnosť ako druhy RP. Konečná klasifikácia by mala byť porovnaná so skutočným priemerom a špecifikáciou produktu.

Q2: Je grafitová elektróda UHP vždy lepšia ako HP alebo RP?
Nie. UHP je navrhnutý pre prevádzku pece s vysokým-výkonom. Ak prúd pece a prevádzkové podmienky nevyžadujú výkon UHP, dodatočné obstarávacie náklady nemusia poskytnúť zmysluplnú výhodu.

Q3: Ako vyberiem správny priemer grafitovej elektródy?
Priemer elektródy by mal zodpovedať konštrukcii pece, kapacite transformátora, držiaku elektródy a prevádzkovému prúdu. Trieda a priemer by sa mali vyberať spoločne a nie nezávisle.

Q4: Čo spôsobuje vysokú spotrebu grafitových elektród?
Medzi bežné príčiny patrí vysoká spotreba hrotu, oxidácia bočnej steny, nadmerná prúdová hustota, dlhodobé vystavenie vysokým-teplotám, problémy s kĺbmi, mechanické poškodenie a nestabilná prevádzka pece.

Otázka 5: Prečo je elektrický odpor dôležitý?
Elektrický odpor ovplyvňuje vedenie prúdu a elektrické straty. Nižší odpor vo všeobecnosti podporuje vyššie prúdové zaťaženie, ale prijateľná hodnota závisí od triedy elektródy, priemeru a použiteľnej špecifikácie.

Q6: Prečo je dôležitá vsuvka grafitovej elektródy?
Vsuvka spája jednotlivé elektródy do pracovného stĺpika. Jeho elektrický, mechanický a rozmerový výkon priamo ovplyvňuje stabilitu kĺbov. Nedostatočné utiahnutie alebo nevhodná vsuvka môže zvýšiť riziko uvoľnenia, zlomeniny alebo straty čapu.

Q7: Aké špecifikácie by som mal požadovať pred zakúpením elektród UHP?
Potvrďte priemer, dĺžku, merný odpor, objemovú hmotnosť, pevnosť v ohybe, CTE, obsah popola, špecifikáciu vsuvky, typ závitu a požadované kontrolné hodnoty šarže.

Q8: Ako by sa mala porovnávať cena grafitovej elektródy?
Porovnajte cenu dodanej elektródy a skutočnú spotrebu v kg na tonu ocele. Drahšia elektróda môže mať nižšie celkové prevádzkové náklady, ak sa zníži spotreba a abnormálne straty.

RP, HP a UHP grafitové elektródy by sa mali vyberať podľa výkonu pece, prevádzkovej prúdovej hustoty a vlastností elektród, zatiaľ čo skutočné náklady na elektródy by sa mali hodnotiť z nákupnej ceny a spotreby na tonu ocele.

Otázka týkajúca sa hodnotenia je hlavne otázka-zaťaženia; otázka nákladov je otázkou spotreby a straty. Overte príslušné špecifikácie elektródy a vsuvky, v prípade potreby porovnajte výkon šarže a sledujte straty hrotu, bočnej steny a spoja oddelene, aby ste pochopili skutočné náklady na grafitovú elektródu vo vašej prevádzke EAF.