نظرًا للأداء الممتاز لأقطاب الجرافيت بما في ذلك الموصلية العالية والمقاومة العالية للصدمات الحرارية والتآكل الكيميائي والشوائب المنخفضة، تلعب أقطاب الجرافيت دورًا حاسمًا في صناعة الصلب EAF أثناء صناعة الصلب والتعدين الحديثة للمطالبة بتحسين الكفاءة وخفض التكاليف وتعزيز الاستدامة.
ما هو قطب الجرافيت؟
أقطاب الجرافيت هي أفضل مادة موصلة لفرن القوس الكهربائي وأفران الصهر، ويتم إنتاجها من خلال عملية خلط وقولبة وخبز وجرافيت عالية الجودة لفحم الكوك لتشكيل المنتج النهائي. أقطاب الجرافيت مناسبة تمامًا للاستخدام في البيئات ذات درجات الحرارة العالية و يمكن أن يتحمل الحرارة الشديدة دون أن ينهار. وهو المنتج الوحيد المتاح حاليًا الذي يتمتع بمستويات عالية من التوصيل الكهربائي والقدرة على الحفاظ على مستويات عالية للغاية من الحرارة المتولدة في البيئة الصعبة.
تعمل هذه الميزة على تقليل فقد الطاقة وتحسين كفاءة عملية الصهر بأكملها، مما يؤدي إلى تقليل استهلاك الطاقة وانخفاض تكاليف الإنتاج.
خصائص فريدة من نوعها لقطب الجرافيت
يعد GRAPHITE ELECTRODE مثاليًا للاستخدام في أفران القوس الكهربائي والتطبيقات الصناعية الأخرى. وتضمن الخصائص الفريدة أن يتحمل إلكترود الجرافيت درجات الحرارة العالية التي تصل إلى 3000 درجة مئوية والضغوط في فرن القوس الكهربائي (EAF).
- الموصلية الحرارية العالية- تتميز أقطاب الجرافيت بموصلية حرارية ممتازة، مما يمكنها من تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية أثناء عملية الصهر.
- مقاومة كهربائية منخفضة- المقاومة الكهربائية المنخفضة لأقطاب الجرافيت تسهل تدفق الطاقة الكهربائية في أفران القوس الكهربائي.
- قوة ميكانيكية عالية- تم تصميم أقطاب الجرافيت بحيث تتمتع بقوة ميكانيكية عالية لتحمل درجات الحرارة العالية ومستويات الضغط في أفران القوس الكهربائي.
- مقاومة كيميائية ممتازة- الجرافيت مادة خاملة للغاية ومقاومة لمعظم المواد الكيميائية والمواد المسببة للتآكل. أقطاب الجرافيت مثالية للاستخدام في البيئات الصناعية القاسية، حيث قد تفشل المواد الأخرى بسبب الهجوم الكيميائي.
لا تستخدم أقطاب الجرافيت على نطاق واسع في أفران القوس الكهربائي فحسب، بل تستخدم أيضًا في إنتاج معدن السيليكون والفوسفور الأصفر والمعادن غير الحديدية الأخرى والأحماض والقلويات والمواد الكيميائية الأخرى والبيئات المسببة للتآكل.
يتم تصنيف أقطاب الجرافيت إلى ثلاث درجات بناءً على خصائصها الفيزيائية ومواصفاتها وتطبيقاتها المختلفة المتعلقة بسعة الفرن الكهربائي وحمل طاقة المحولات. الدرجات الأكثر استخدامًا من أقطاب الجرافيت هي الطاقة الفائقة (UHP)، والطاقة العالية (HP)، والطاقة العادية (RP).
تتميز أقطاب الجرافيت UHP بموصلية حرارية عالية ومقاومة كهربائية منخفضة، وهي تستخدم خصيصًا لفرن القوس الكهربائي عالي الطاقة (EAF) في صهر الفولاذ المكرر أو الفولاذ الخاص. قطب الجرافيت UHP مناسب لقدرة الفرن الكهربائي 500 ~ 1200 كيلو فولت / ألف للطن.
يعتبر HP Graphite Electrode أفضل مادة موصلة لفرن القوس الكهربائي وفرن الصهر، فهو يعمل كحامل لإدخال التيار إلى الفرن. يستخدم عادة HP Graphite Electrode لفرن القوس الكهربائي ذو الطاقة العالية (EAF) والذي تبلغ سعته حوالي 400 كيلو فولت / أمبير للطن الواحد.
يستخدم إلكترود الجرافيت RP على نطاق واسع في الأفران الكهربائية ذات الطاقة العادية والتي تبلغ سعتها حوالي 300 كيلو فولت / أمبير لكل طن أو أقل. تتميز درجة RP بأقل توصيل حراري وقوة ميكانيكية مقارنةً بإلكترود الجرافيت UHP وإلكترود الجرافيت HP. أقطاب الجرافيت RP أكثر ملاءمة لإنتاج المعادن ذات الدرجة المنخفضة مثل صناعة الصلب، وتكرير السيليكون، وتكرير الفوسفور الأصفر، وإنتاج الصناعات الزجاجية.
ومع تزايد الطلب على مصادر الطاقة البديلة، تلعب أقطاب الجرافيت أيضًا دورًا مهمًا في تطوير خلايا الوقود.
أقطاب الجرافيت لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. بعض التطبيقات الأساسية للقطب الجرافيت تشمل؛
فرن القوس الكهربائي (EAF) في صناعة الصلب
يعد تطبيق قطب الجرافيت في صناعة الصلب في القوات المسلحة المصرية جانبًا رئيسيًا في إنتاج الصلب الحديث. تعمل أقطاب الجرافيت كموصل لتوصيل الكهرباء إلى الفرن، والذي بدوره ينتج الحرارة لصهر الفولاذ. وتتطلب عملية EAF درجات حرارة عالية لإذابة الفولاذ الخردة، ويمكن لأقطاب الجرافيت أن تتحمل درجات الحرارة العالية دون أن تفقد سلامتها الهيكلية. ومع استمرار التركيز على أساليب الإنتاج المستدامة والفعالة، ستستمر أقطاب الجرافيت في لعب دور حاسم في صناعة الصلب في القوات المسلحة المصرية.
فرن المغرفة (LF)
تعتبر أفران المغرفة (LFs) مكونات حيوية في عملية صناعة الفولاذ. تُستخدم أقطاب الجرافيت في صناعة أفران المغرفة لتوفير أعلى تيار كهربائي ودرجة حرارة عالية طوال العملية. تمتلك أقطاب الجرافيت الميزات الممتازة بما في ذلك الموصلية العالية، ومقاومة الصدمات الحرارية والتآكل الكيميائي، والعمر الطويل، فهي الخيار المثالي لتطبيق فرن المغرفة (LF). باستخدام أقطاب الجرافيت، يمكن لمشغلي أفران المغرفة تحقيق قدر أكبر من الكفاءة والإنتاجية والفعالية من حيث التكلفة، مع الحفاظ على معايير الجودة العالية التي تتطلبها الصناعة.
الفرن الكهربائي المغمور (SEF)
تستخدم أقطاب الجرافيت على نطاق واسع في الأفران الكهربائية المغمورة وهي عنصر حاسم في إنتاج العديد من المعادن والمواد مثل الفوسفور الأصفر والسيليكون النقي. تمتلك أقطاب الجرافيت ميزة ممتازة بما في ذلك الموصلية الكهربائية العالية، والمقاومة العالية للصدمات الحرارية، ومعامل التمدد الحراري المنخفض. هذه الميزات تجعل قطب الجرافيت مثاليًا للاستخدام في الأفران الكهربائية المغمورة، حيث تكون درجات الحرارة القصوى والظروف القاسية هي القاعدة.
تعد أقطاب الجرافيت مكونات حاسمة في عملية صناعة الصلب في فرن القوس الكهربائي (EAF). يعد استهلاك قطب الجرافيت عنصرًا حاسمًا في التكلفة في إنتاج الصلب. كيفية تحديد الدرجة والحجم المناسبين لقطب الجرافيت، هناك عدة عوامل يجب مراعاتها في أي تطبيق.
- نوع الصلب والدرجة
- ممارسة الموقد والأكسجين
- مستوى الطاقة
- المستوى الحالي
- تصميم الفرن والقدرة
- مادة الشحن
- الهدف استهلاك قطب الجرافيت
يعد اختيار قطب الجرافيت المناسب للفرن أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل وتقليل استهلاك الطاقة وتقليل تكاليف الصيانة.
مخطط للتوصية بالمطابقة للفرن الكهربائي المزود بالقطب الكهربائي
| سعة الفرن (ر) | القطر الداخلي (م) | قدرة المحول (م.ف.أ) | قطر قطب الجرافيت (مم) | ||
| الفائق | HP | RP | |||
| 10 | 3.35 | 10 | 7.5 | 5 | 300/350 |
| 15 | 3.65 | 12 | 10 | 6 | 350 |
| 20 | 3.95 | 15 | 12 | 7.5 | 350/400 |
| 25 | 4.3 | 18 | 15 | 10 | 400 |
| 30 | 4.6 | 22 | 18 | 12 | 400/450 |
| 40 | 4.9 | 27 | 22 | 15 | 450 |
| 50 | 5.2 | 30 | 25 | 18 | 450 |
| 60 | 5.5 | 35 | 27 | 20 | 500 |
| 70 | 6.8 | 40 | 30 | 22 | 500 |
| 80 | 6.1 | 45 | 35 | 25 | 500 |
| 100 | 6.4 | 50 | 40 | 27 | 500 |
| 120 | 6.7 | 60 | 45 | 30 | 600 |
| 150 | 7 | 70 | 50 | 35 | 600 |
| 170 | 7.3 | 80 | 60 | --- | 600/700 |
| 200 | 7.6 | 100 | 70 | --- | 700 |
| 250 | 8.2 | 120 | --- | --- | 700 |
| 300 | 8.8 | 150 | --- | --- | 700 |