Hvað er grafít rafskaut
Grafít rafskaut er leiðandi súlan sem flytur straum frá rafskautshöfum ljósbogaofns niður í ljósbogann við ruslið eða bræðsluna. Það er framleitt úr brenndu jarðolíukóki eða nálakóki, blandað með koltjöru sem bindiefni og endurunnið grafít, síðan myndað með pressu- eða titringsmótun, bakað, bik gegndreypt, endurbökuð og loks grafítað við hitastig yfir 2.500 gráður.
Vegna þess að oddurinn er neytt stöðugt þarf efnið að leiða rafmagn vel, lifa af hraða upphitun og kælingu, standast oxun og samt vera smíðað í nákvæmar mjókkandi samskeyti. Þessar þjónustukröfur eru uppruni grunneiginleika sem lýst er hér að neðan.
Helstu eiginleikar grafít rafskauta
Mikil rafleiðni
Grafít leiðir rafmagn meðfram lagskiptu kristalsflötunum með mjög lágu viðnámi. Fyrir öfgamikið afl (UHP) einkunnir er rafskautsviðnám tilgreint fyrir neðan um 6,3 μΩ·m og tengiviðnám undir um 5,5 μΩ·m. Lítið viðnám dregur úr Joule-hitun inni í súlunni, þannig að stærri hluti spenniúttaksins nær til ljósbogans í stað þess að tapast í rafskautinu sjálfu.
Hár hitastöðugleiki
Grafít bráðnar ekki við venjulegan ofnþrýsting, það hámarkar og það heldur gagnlegum styrk við hitastig langt yfir mýkingarmarki stáls. Þess vegna er grafít notað bæði sem rafskautsefni og í háhitavinnslubúnaði. Hitastækkunarstuðull UHP rafskautshluta er um 1,5 × 10-6/ gráðu á milli stofuhita og 600 gráður. Lítil þensla takmarkar innra álag sem myndast þegar bogaoddurinn er hvítheitur á meðan efri hluti súlunnar helst tiltölulega kaldur.
Efnafræðilegur stöðugleiki og oxunarþol
Grafít ræðst ekki af flestum sýrum, basum og lífrænum leysum og margir bráðnir málmar og gjall bleyta það ekki. Í notkun er ríkjandi niðurbrotsleið oxun frekar en efnaupplausn: grafít byrjar að hvarfast við loft yfir u.þ.b. 450 gráður og hvarfhraði hækkar hratt með hitastigi. Slagfroðumyndun, stjórn á óvarinni lengd fyrir ofan gjalllínuna og and-oxunarmeðferð á yfirborði rafskautsins draga allt úr þessu tapi.
Góð vélhæfni
Í samanburði við málma er grafít mjúkt og hægt að snúa, bora, mala og snitta með venjulegum karbíðverkfærum. Rafskautsendarnir og tengiinnstungur eru unnar í stýrða mjósnun þannig að samskeytin beri straum á skilvirkan hátt og haldist þétt í gegnum hitauppstreymi og oft er hægt að endurvinna skemmdan þráð frekar en að slíta hann.
Eðlis- og efnavísitölugildi fyrir UHP rafskaut
Taflan hér að neðan tekur saman dæmigerð forskriftarmörk fyrir grafít rafskaut af miklum krafti eftir nafnþvermáli. Viðnám, teygjustuðull, varmaþensla og aska eru hámarksgildi; beygjustyrkur og rúmþyngd eru lágmarksgildi sem varan þarf að uppfylla eða fara yfir.
| Atriði | 300~400 mm | 450~500 mm | 550~650 mm | 700~800 mm |
|---|---|---|---|---|
| Viðnám, rafskaut, μΩ·m, hámark | 6.2 | 6.3 | 6.0 | 5.8 |
| Viðnám, tengi, μΩ·m, max | 5.3 | 5.3 | 4.5 | 4.3 |
| Sveigjanleiki, rafskaut, MPa, mín | 10.5 | 10.5 | 10.0 | 10.0 |
| Sveigjanleiki, tengi, MPa, mín | 20.0 | 20.0 | 22.0 | 23.0 |
| Mýktarstuðull, rafskaut, GPa, max | 14.0 | 14.0 | 14.0 | 14.0 |
| Teygjustuðull, tengi, GPa, max | 20.0 | 20.0 | 22.0 | 22.0 |
| Magnþéttleiki, rafskaut, g/cm3, mín | 1.67 | 1.66 | 1.66 | 1.68 |
| Magnþéttleiki, tengi, g/cm3, mín | 1.74 | 1.75 | 1.78 | 1.78 |
| Hitastækkun, rafskaut, 20~600 gráður, 10-6/ gráðu, hámark | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| Hitastækkun, tengi, 20~600 gráður, 10-6/ gráðu, hámark | 1.4 | 1.4 | 1.3 | 1.3 |
| Aska, %, hámark | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
Tvær afleiðingar fylgja þessum tölum. Í fyrsta lagi bera stærri þvermál meiri straum, þannig að forskriftin herðir: viðnám og teygjustuðull lækkar á meðan styrkleiki tengisins eykst. Í öðru lagi er öskuinnihaldi haldið við eða undir 0,5% fyrir hverja stærð, vegna þess að öskumyndandi óhreinindi berast inn í bræðsluna þegar oddurinn er neytt og ekki er hægt að fjarlægja það eftir það.
Hvernig eignirnar hafa samskipti í þjónustu
Leiðni og magnþéttleiki vinna saman: þéttari líkami hefur færri opnar svitaholur, þannig að viðnám er lægra og oxun hefur minna innra yfirborð til að ráðast á.
Beygjustyrkur og teygjustuðull verður að vera í jafnvægi. Mjög stíft rafskaut flytur hitalost beint inn í samskeytin og þess vegna er styrkleiki tengisins tilgreindur hærri en líkamsstyrkur.
Lítil varmaþensla verndar þráðinn, sem er venjulega veikasti punktur samsetningar.
Vinnanleiki ákvarðar hversu nákvæmlega taper og fals eru skorin og þar af leiðandi hversu jafnt tvö rafskaut deila straumnum við samskeytin.
Það sem kaupendur ættu að athuga áður en þeir panta
Einkunn: Venjulegt afl, mikið afl, ofurmikið afl eða ofurmikið afl, passa við ofnspenni og núverandi forrit.
Þvermál og lengd: passa við stærð haldara og fríborði ofnsins, með mjókstærð sem tilgreind er á teikningu.
Prófunarvottorð: viðnám, beygjustyrkur, teygjustuðull, magnþéttleiki, varmaþensla og aska, mæld bæði á líkama og tengisýnum.
Samskeyti: Þráðarsnið, mjókkandi halli og hlífðarhettur fyrir flutning og geymslu.
Meðhöndlun og geymsla: Haltu rafskautum þurrum, geymdu þau á sléttri grind og forðastu högg, því höggskemmdir eru oft ósýnilegar þar til samskeyti bilar í notkun.
Algengar spurningar
Sp.: Hver er munurinn á venjulegu afli og grafítrafskautum með ofurrafli?
Einkunnir eru skilgreindar aðallega af straumþéttleika sem rafskautið getur borið og hversu þétt viðnám, styrk og þenslumörk eru. Ofurmikil aflflokkar eru gerðar úr nálakóki og eru tilgreindar með lægri viðnám, hærri tengistyrk og minni ösku fyrir ofna með miklum straumi.
Sp.: Af hverju skiptir magnþéttleiki máli fyrir endingu rafskauta?
Eðlismassi mælir hversu mikið af föstu kolefni tekur tiltekið rúmmál. Þéttari rafskaut hefur lægra porosity, þannig að það oxast hægar, þolir betur speglun og ber straum með minni innri hitun, sem allt dregur úr notkun á hvert tonn af stáli.
Sp.: Hvað veldur of mikilli rafskautanotkun?
Helstu orsakir eru spjótanotkun í ljósboganum, hliðaroxun fyrir ofan gjalllínuna, hitalostsprunga og liðbilun. Eyðsla minnkar með réttum straumþéttleika, gjallfreyðandi æfingum, styttri sýnilegri lengd og réttu-togi á samskeytum.
Sp.: Hvernig ætti að velja rafskautsþvermál?
Byrjaðu á hámarks aukastraumi ofnsins og leyfilegum straumþéttleika fyrir valinn flokk, staðfestu síðan að valið þvermál passi við rafskautshaldarann og þakopið. Undirstærð rafskaut ofhitna, of stór rafskaut sóa orku og fjármagni.
Sp.: Tryggir lág viðnám ein og sér góða frammistöðu?
Nei. Viðnám er aðeins ein vísitala. Styrkur, mýktarstuðull, rúmþyngd, varmaþensla og aska hafa allir áhrif á brothraða og eyðslu, og jöfn forskrift skilar sér yfirleitt betur en ein mjög lág viðnámstala.
Sp.: Hvernig ætti að geyma grafít rafskaut fyrir notkun?
Geymið þau á þurru, lokuðu svæði á jafnri undirstöðu, haltu hlífðarhettunum á þráðunum, forðastu stöflun sem veldur álagi á samskeytin og slepptu aldrei eða dragðu rafskaut því höggskemmdir sjást ekki utan frá.