Ultra yüksək güclü (UHP) qrafit elektrodlarının iş prinsipi ilk növbədə qövs boşalması fenomeninə əsaslanır. Müstəsna elektrik keçiriciliyi, yüksək temperatur müqaviməti və mexaniki xüsusiyyətlərindən istifadə edərək, bu elektrodlar yüksək temperaturlu ərimə mühitlərində elektrik enerjisinin istilik enerjisinə səmərəli çevrilməsinə imkan verir və bununla da metallurgiya prosesini sürətləndirir. Aşağıda onların əsas əməliyyat mexanizmlərinin ətraflı təhlili verilmişdir:
1. Qövs boşalması və elektrik-istilik enerjisinə çevrilməsi
1.1 Qövs Yaratma Mexanizmi
UHP qrafit elektrodları əritmə avadanlığına (məsələn, elektrik qövs sobaları) inteqrasiya edildikdə, onlar keçirici mühit kimi çıxış edirlər. Yüksək gərginlikli boşalma elektrodun ucu ilə soba yükü (məsələn, polad qırıntıları, dəmir filizi) arasında elektrik qövsü yaradır. Bu qövs qazın ionlaşması nəticəsində əmələ gələn keçirici plazma kanalından ibarətdir, temperaturları 3000°C-dən yuxarıdır - adi yanma temperaturlarını xeyli üstələyir.
1.2 Effektiv Enerji Ötürülməsi
Qövsün yaratdığı güclü istilik birbaşa soba yükünü əridir. Elektrodların üstün elektrik keçiriciliyi (müqaviməti 6-8 μΩ·m kimi aşağı) ötürülmə zamanı minimum enerji itkisini təmin edərək enerjidən istifadəni optimallaşdırır. Elektrik qövs sobası (EAF) polad istehsalı sahəsində, məsələn, UHP elektrodları ərimə dövrlərini 30%-dən çox azalda bilər və məhsuldarlığı əhəmiyyətli dərəcədə artırır.
2. Material xassələri və performans təminatı
2.1 Yüksək temperaturda struktur sabitliyi
Elektrodların yüksək temperatura davamlılığı onların kristal quruluşundan qaynaqlanır: laylı karbon atomları sp² hibridləşmə yolu ilə kovalent bağ şəbəkəsi əmələ gətirir və van der Waals qüvvələri vasitəsilə təbəqələrarası bağlanır. Bu struktur 3000°C-də mexaniki möhkəmliyi saxlayır və metal elektrodları üstələyən müstəsna termal şok müqavimətini (500°C/dəq-ə qədər temperatur dəyişkənliyinə tab gətirmək) təklif edir.
2.2 İstilik Genişlənməsinə və Sürünməyə Müqavimət
UHP elektrodları aşağı istilik genişlənmə əmsalı (1,2×10⁻⁶/°C) nümayiş etdirir, yüksək temperaturda ölçü dəyişikliklərini minimuma endirir və termal gərginlik nəticəsində çatların əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Onların sürünmə müqaviməti (yüksək temperaturda plastik deformasiyaya qarşı durma qabiliyyəti) iynəli koks xammalının seçilməsi və qabaqcıl qrafitləşdirmə prosesləri vasitəsilə optimallaşdırılır və uzunmüddətli yüksək yüklə işləmə zamanı ölçü sabitliyini təmin edir.
2.3 Oksidləşmə və Korroziyaya Müqavimət
Antioksidantları (məsələn, boridlər, silisidlər) daxil etməklə və səth örtüklərini tətbiq etməklə elektrodların oksidləşməyə başlama temperaturu 800°C-dən yuxarı qalxır. Əritmə zamanı ərimiş şlaklara qarşı kimyəvi təsirsizlik həddindən artıq elektrod sərfiyyatını azaldır, xidmət müddətini adi elektrodlara nisbətən 2-3 dəfə uzadır.
3. Proseslərin Uyğunluğu və Sistemin Optimizasiyası
3.1 Cari Sıxlıq və Güc Tutumu
UHP elektrodları 50 A/sm²-dən çox cərəyan sıxlığını dəstəkləyir. Yüksək tutumlu transformatorlarla (məsələn, 100 MVA) birləşdirildikdə, onlar 100 MVt-dan çox tək sobalı güc girişlərini təmin edir. Bu dizayn ərimə zamanı istilik daxilolma sürətini sürətləndirir - məsələn, ferrosilikon istehsalında bir ton silisium üçün enerji istehlakını 8000 kVt-dan aşağı endirir.
3.2 Dinamik reaksiya və prosesə nəzarət
Müasir əritmə sistemləri elektrodun vəziyyətini, cərəyan dalğalanmalarını və qövs uzunluğunu davamlı olaraq izləmək üçün Ağıllı Elektrod Tənzimləyicilərindən (SER) istifadə edir, elektrod sərfiyyatını 1,5-2,0 kq/t polad daxilində saxlayır. Ocaq atmosferinin monitorinqi (məsələn, CO/CO₂ nisbətləri) ilə birlikdə bu, elektrod-yükləmə birləşməsinin səmərəliliyini optimallaşdırır.
3.3 Sistem Sinerjisi və Enerji Səmərəliliyinin Artırılması
UHP elektrodlarının yerləşdirilməsi yüksək gərginlikli enerji təchizatı sistemləri (məsələn, 110 kV birbaşa bağlantılar), su ilə soyudulan kabellər və səmərəli toz toplama qurğuları daxil olmaqla dəstəkləyici infrastruktur tələb edir. Tullantıların istiliyinin bərpası texnologiyaları (məsələn, elektrik qövs sobasının qazdan kogenerasiyası) ümumi enerji səmərəliliyini 60%-dən yuxarı qaldıraraq, enerjinin kaskad istifadəsinə imkan verir.
Bu tərcümə akademik/sənaye terminologiyası konvensiyalarına riayət etməklə texniki dəqiqliyi qoruyur və ixtisaslaşmış auditoriya üçün aydınlığı təmin edir.
Göndərmə vaxtı: 06 may 2025-ci il