Ungleichmäßige Graphitierung von Graphitelektroden führt zu Überhitzung und Verschleiß

Handan Qifeng Carbon Co., Ltd. hat eine Analyse veröffentlicht, die erklärt, wie ungleichmäßige Graphitierungsgrade von Graphitelektroden zu lokaler Überhitzung und abnormalem Verschleiß führen können. Dieses Phänomen ist entscheidend für die Effizienz und Langlebigkeit von Lichtbogenöfen und Unterlichtbogenöfen.

Das Kernproblem liegt in den unterschiedlichen elektrischen Widerständen. Gut graphitierte Bereiche haben einen niedrigen Widerstand und lassen Strom leicht durch. Umgekehrt weisen schlecht graphitierte Bereiche einen höheren Widerstand auf. Da der Strom durch den gesamten Querschnitt der Elektrode fließt, erzeugen die Bereiche mit höherem Widerstand aufgrund der Jouleschen Wärme (I²R) mehr Wärme. Diese ungleichmäßige Wärmeverteilung erzeugt "Hot Spots", in denen die Temperaturen deutlich über dem Durchschnitt liegen.

Darüber hinaus weisen schlecht graphitierte Bereiche eine unvollständige Kristallstruktur und eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf. Selbst wenn sie die gleiche Wärmemenge erzeugen, können sie diese nicht effektiv ableiten, was zu lokaler Wärmeansammlung führt. Diese hohe Temperatur verschlechtert diese Bereiche weiter und schafft eine positive Rückkopplungsschleife. Die lokale Überhitzung verursacht auch erhebliche thermische Spannungen aufgrund inkonsistenter Wärmeausdehnungskoeffizienten, was zu Mikrorissen führen kann. Diese Risse verringern die effektive leitende Querschnittsfläche, konzentrieren den Strom weiter und verstärken die Überhitzung.

In der Hochtemperaturumgebung von Elektroöfen, insbesondere bei Korrosion durch geschmolzenes Metall, sind schlecht graphitierte Bereiche anfälliger für Oxidation durch Sauerstoff, Schlacke oder geschmolzenes Metall. Ihre geringere mechanische Festigkeit macht sie auch anfällig für Abplatzungen oder Verschlackung unter thermischer und elektromagnetischer Belastung. Dies führt zu unregelmäßigen Elektrodenformen, verzerrter Stromverteilung und beschleunigtem Verschleiß.

Ungleichmäßige Graphitierung verschlimmert auch Probleme an den Elektrodengelenken, die von Natur aus einen höheren Widerstand aufweisen. Inkonsistente Graphitierung nahe dem Gelenk kann zu erhöhtem Kontakt- und Volumenwiderstand führen, was eine schnelle lokale Erwärmung verursacht. Dies kann zu Lockerung, Oxidation oder Bruch des Gelenks führen, was zu abnormalem Elektrodenverbrauch führt. Handan Qifeng Carbon schließt daraus, dass ungleichmäßige Graphitierung letztendlich zu lokaler Überhitzung und abnormalem Verschleiß führt, was sich in Grubenbildung, Abplatzungen und einer signifikanten Erhöhung des Elektrodenverbrauchs pro Tonne Stahl äußert.