Los electrodos de grafito se fabrican a partir de coque a base de petróleo-y brea de alquitrán de hulla mediante una cadena de pasos de formado, térmicos y de mecanizado. La secuencia convierte un cuerpo verde frágil y de baja-conductividad en un cilindro de grafito cristalino que transporta corriente a un horno de arco eléctrico con densidades de corriente que pueden superar los 30 A/cm2. Cada etapa cambia la densidad aparente, la porosidad y el coeficiente de expansión térmica, y esas tres propiedades deciden cómo se comporta el electrodo en el techo del horno.
Selección de materia prima: coque y aglutinante.
El coque de petróleo es el agregado base. Los electrodos de potencia regular (RP) y de alta potencia (HP) normalmente se producen a partir de coque esponjoso, mientras que los grados de potencia ultra-alta (UHP) exigen coque de aguja con una estructura de grano fuertemente anisotrópica,-en forma de aguja, bajo contenido de azufre y bajo contenido de cenizas. La brea de alquitrán de hulla es el aglutinante; después de la carbonización pasa a formar parte de la matriz de carbono sólido en lugar de permanecer como una fase separada. El azufre en el coque calcinado se determina según la norma ASTM D4239 y la materia volátil según la norma ASTM D3175, porque el azufre provoca la hinchazón y el agrietamiento durante la grafitización y los minerales que forman ceniza-aumentan la resistividad. El coque calcinado se tritura, se muele y luego se clasifica en fracciones de tamaño controlado para que el cuerpo terminado alcance la densidad objetivo.
grafitización
La grafitización es el paso que define el producto. Los cuerpos horneados se calientan por resistencia-a 2500-3000 C en un horno Acheson o en un horno de grafitización longitudinal. En esta ventana de temperatura, el carbono turboestrático se reorganiza formando una red cristalina de grafito en capas. La resistividad eléctrica cae bruscamente, la conductividad térmica aumenta y el material se vuelve tolerante a choques térmicos severos. La grafitización consume la mayor parte de la energía eléctrica utilizada en todo el proceso.
Consideraciones de selección y suministro
Los compradores que comparen ofertas para este material deben solicitar el certificado de prueba de fábrica que acompaña al envío y verificar que el número de calor en el certificado coincida con la marca del producto. Los valores del certificado son la evidencia de control del cumplimiento; Las hojas de datos del folleto son sólo indicativas.
Las tolerancias, la condición de la superficie, el estado de templado o tratamiento-térmico y el método de embalaje deben escribirse en la orden de compra en lugar de acordarse verbalmente, porque estos detalles determinan si el material se puede procesar sin volver a trabajar después de su llegada. Para envíos de exportación, confirme el régimen de inspección, el inspector externo-aceptable y el conjunto de documentación requerido para el despacho de aduanas antes de que el pedido se envíe a producción.
Preguntas frecuentes
Q:¿Cuál es la principal materia prima de un electrodo de grafito?
R: Coque de petróleo, generalmente coque de aguja para grados UHP, aglutinado con brea de alquitrán de hulla. El coque proporciona el esqueleto de carbono y la brea actúa como un aglutinante que se carboniza durante la cocción.
Q:¿Por qué la grafitización se realiza a 2500-3000 C?
R: Sólo en ese rango de temperatura el carbono desordenado se convierte en una red cristalina de grafito en capas. La transformación reduce drásticamente la resistividad eléctrica y aumenta la resistencia al choque térmico.
Q:¿Para qué se utiliza la impregnación?
R: La brea o la resina se introducen en los poros abiertos después del horneado y luego se vuelven a hornear, lo que aumenta la densidad aparente y la resistencia mecánica, principalmente para electrodos de mayor calidad.
Q:¿Cuánto dura el ciclo de producción?
R: Se mide en semanas. El horneado por sí solo puede ocupar varias semanas, incluido el enfriamiento controlado, y la grafitización añade un ciclo de horno adicional antes del mecanizado y las pruebas.
Q:¿Qué pruebas se realizan antes de enviar un electrodo?
A: Densidad aparente, resistividad eléctrica, resistencia a la flexión, porosidad aparente y contenido de cenizas, utilizando métodos como ASTM C559, ASTM C611, ASTM C651, ASTM C1025 y ASTM C1039, con resultados registrados en el certificado de prueba del molino.