Suurten elektrodien lujuus ja elastisuusvaatimukset analysoitu
Suurten, yli 700 mm halkaisijaltaan olevien hiilielektrodien lujuus- ja elastisuusvaatimukset vaihtelevat käyttötarkoituksen ja luokan mukaan, erityisesti äärimmäisissä olosuhteissa.
Kiinalainen hiilituotteiden valmistaja Handan Qifeng Carbon Co., Ltd. on analysoinut suurten, halkaisijaltaan 700 mm tai enemmän olevien elektrodien vaadittuja vetolujuus- ja kimmomoduuliominaisuuksia äärimmäisissä käyttöolosuhteissa.
Yrityksen mukaan taivutuslujuuden ja kimmomoduulin on oltava linjassa elektrodin luokituksen (normaali-, suur- tai erittäin suuritehoinen) ja käyttökohteen (kuten suuret sähkökaariuunit tai upotettujen kaariuunit) kanssa. Erittäin suuritehoisissa elektrodeissa, joita käytetään vaativissa olosuhteissa, taivutuslujuuden tulee yleensä olla yli 10,0 MPa ja kimmomoduulin alle 14,0 GPa. Alempi kimmomoduuli parantaa lämpöiskunkestävyyttä säilyttäen samalla mekaanisen kuormankantokyvyn.
Analyysi korostaa, että nämä kaksi ominaisuutta ovat keskeisiä tasapainotettavia tekijöitä. Taivutuslujuus määrittää murtumiskestävyyden, kun taas kimmomoduuli kuvaa materiaalin jäykkyyttä. Liian korkea kimmomoduuli tekee materiaalista hauraan ja alttiin halkeilulle lämpötilanvaihteluissa.
Alan standardit, kuten YB/T 4090, edellyttävät erittäin suuritehoisille Φ550–700 mm elektrodeille vähintään 10,0–12,0 MPa:n taivutuslujuutta ja enintään 14,0 GPa:n kimmomoduulia. Jotkin yritysstandardit tiukentavat kimmomoduulin vaatimuksen 7,0–10,0 GPa:iin parantaakseen lämpöiskunkestävyyttä.
Normaalitehoisille elektrodeille, joita käytetään upotetuissa kaariuuneissa, vaatimukset ovat matalampia (taivutuslujuus ≥6,0 MPa, kimmomoduuli ≤10,0 GPa). Suuritehoisissa ja erittäin suuritehoisissa sovelluksissa, joissa virran ja tärinän määrä on suurempi, taivutuslujuus on tyypillisesti 8–15 MPa ja kimmomoduuli 8–14 GPa. Optimoimalla raaka-ainekoostumusta ja valmistusprosessia voidaan saavuttaa jopa 7–9 GPa kimmomoduuli.