La corrente che deve essere portata
Il primo compito di un elettrodo è trasportare la corrente del forno. Un moderno forno ad alta-potenza assorbe decine di migliaia di ampere e la densità di corrente nell'elettrodo è generalmente compresa tra 15 e 35 ampere per centimetro quadrato a seconda della qualità. Gli elettrodi RP gestiscono il limite inferiore di questo intervallo, mentre gli elettrodi UHP sono progettati per le densità di corrente più elevate. La grafite viene scelta perché conduce questa corrente alla temperatura dell'arco, che è l'unica cosa che i conduttori metallici non possono fare.
Consumo in chilogrammi per tonnellata
Gli operatori dei forni misurano gli elettrodi nello stesso modo in cui misurano qualsiasi altro materiale di consumo: in chilogrammi per tonnellata di acciaio liquido. Un forno UHP ben-gestito raggiunge un consumo netto di circa 1,5-2,5 chilogrammi per tonnellata, mentre i forni più vecchi e di qualità inferiore funzionano di più. Il consumo si divide tra la punta, che viene persa a causa della sublimazione e dell'erosione dell'arco, e il fianco, che viene perso a causa dell'ossidazione. Entrambe le parti sono gestibili e il totale è sufficientemente prevedibile da poter essere preventivato.
La resistenza allo shock termico mantiene intatta la colonna
La rottura, non il consumo, è l’evento che gli operatori temono di più. Un elettrodo rotto significa una sezione persa, un forno fermo e una perdita di produzione. La grafite riduce al minimo questo rischio perché il suo basso coefficiente di espansione termica e l'elevata conduttività termica mantengono piccole le sollecitazioni termiche durante l'accensione, lo spegnimento e l'inclinazione. Le stesse proprietà consentono di riutilizzare un elettrodo dopo l'arresto del forno, poiché la colonna si raffredda e si riscalda senza rompersi.
L'affidabilità congiunta mantiene la potenza accesa
La giunzione tra due sezioni di elettrodi è il punto più debole della colonna e la grafite è stata progettata per rendere affidabili le giunzioni. I nippli sono realizzati in grafite più densa e resistente con una resistività inferiore rispetto al corpo e la geometria della filettatura è standardizzata in modo che le colonne possano essere assemblate rapidamente e correttamente. La coppia corretta su filettature pulite mantiene bassa la resistenza di contatto, prevenendo punti caldi, ossidazione e improvvisi cedimenti dei giunti. Un'officina che segue una disciplina congiunta ottiene il massimo vantaggio dal grado di elettrodo che acquista.
Fornitura stabile ed economia prevedibile
Infine, si utilizza la grafite perché la filiera è matura. La produzione di elettrodi è un settore consolidato con serie dimensionali e sistemi di connessione standardizzati, in modo che gli acquirenti possano confrontare i prodotti, pianificare le scorte e garantire la fornitura. Il consumo è prevedibile, la qualità viene verificata con metodi di prova standardizzati e il costo per tonnellata di acciaio è una quantità nota nel budget del forno. Per un materiale di consumo fondamentale per la produzione, questa combinazione di affidabilità e prevedibilità è ciò che rende la grafite la scelta giusta.
Domande frequenti
D: Quale densità di corrente possono trasportare gli elettrodi di grafite?
Tipicamente da 15 a 35 ampere per centimetro quadrato a seconda del grado. Gli elettrodi RP servono l'estremità inferiore di tale intervallo mentre gli elettrodi UHP sono progettati per le densità di corrente più elevate nei moderni forni ad alta-potenza.
D: Come viene misurato il consumo degli elettrodi e qual è un valore corretto?
Il consumo è misurato in chilogrammi per tonnellata di acciaio liquido. Un-forno UHP ben gestito raggiunge circa 1,5-2,5 chilogrammi per tonnellata e il consumo si divide tra la punta, persa a causa della sublimazione e dell'erosione dell'arco, e la parete laterale, persa a causa dell'ossidazione.
D: Perché la rottura è più grave del normale consumo?
Una rottura significa la perdita di una sezione dell'elettrodo, un forno fermo e una perdita di produzione. Il consumo è una perdita lenta, prevedibile e preventivata, mentre la rottura è un evento non pianificato con il costo per evento più elevato in un'officina con forno ad arco.
D: In che modo la grafite riduce il rischio di rottura?
Il basso coefficiente di espansione termica e l'elevata conduttività termica mantengono ridotte le sollecitazioni termiche durante l'accensione, lo spegnimento e lo spegnimento e l'inclinazione del forno. Le stesse proprietà consentono a una colonna di raffreddarsi e riscaldarsi senza rompersi, quindi un elettrodo può sopravvivere all'arresto del forno.
D: Cosa causa il cedimento di un giunto?
Filettature allentate o sporche creano un'elevata resistenza di contatto, che riscalda il giunto e accelera l'ossidazione fino al cedimento. La geometria della filettatura standardizzata e la coppia corretta su filettature pulite mantengono bassa la resistenza di contatto e prevengono punti caldi e improvvisi cedimenti dei giunti.
D: Perché i capezzoli sono più densi del corpo dell'elettrodo?
Il nipplo sostiene l'intero carico meccanico ed elettrico sul giunto, quindi è realizzato in grafite più densa e resistente con una resistività inferiore rispetto al corpo per mantenere la connessione affidabile.