L'elettrodo di grafite si riferisce a un materiale conduttivo di grafite resistente alle alte-temperature costituito da coke di petrolio e coke di asfalto come aggregati, catrame di carbone come legante, attraverso calcinazione, frantumazione e macinazione, dosaggio, miscelazione, stampaggio, calcinazione, impregnazione, grafitizzazione e lavorazione meccanica delle materie prime. Si chiama elettrodo di grafite artificiale (denominato elettrodo di grafite), che è diverso dall'elettrodo di grafite naturale preparato dalla grafite naturale come materia prima.
Gli elettrodi di grafite sono costituiti principalmente da coke di petrolio e coke ad aghi come materie prime, con pece di catrame di carbone come legante. Sono realizzati mediante calcinazione, dosaggio, miscelazione, stampaggio, tostatura, grafitizzazione e lavorazione. Sono conduttori che rilasciano energia elettrica sotto forma di arco in un forno elettrico ad arco per riscaldare e fondere il materiale del forno. In base ai loro indicatori di qualità, possono essere suddivisi in elettrodi di grafite di potenza ordinaria, elettrodi di grafite di potenza elevata- ed elettrodi di grafite di potenza ultra-elevata.
La principale materia prima per la produzione degli elettrodi di grafite è il coke di petrolio. Una piccola quantità di coke di asfalto può essere aggiunta ai normali elettrodi di grafite di potenza e il contenuto di zolfo sia del coke di petrolio che del coke di asfalto non può superare lo 0,5%. Il coke per aghi è necessario anche quando si producono elettrodi di grafite ad alta-potenza o ad altissima potenza. La principale materia prima per la produzione di anodi di alluminio è il coke di petrolio e il contenuto di zolfo è controllato in modo che non superi l'1,5% -2%. Il coke di petrolio e il coke di asfalto dovrebbero essere conformi ai pertinenti standard di qualità nazionali.
Il vantaggio dell'elettrodo di grafite
(1) La crescente complessità della geometria dello stampo e la diversificazione delle applicazioni dei prodotti hanno portato a requisiti più elevati per la precisione di scarico delle macchine a scintilla. I vantaggi degli elettrodi di grafite sono che sono facili da lavorare, hanno un elevato tasso di rimozione della lavorazione di scarico e hanno una bassa perdita di grafite. Pertanto, alcuni clienti di macchine a scintilla hanno abbandonato gli elettrodi di rame e sono passati agli elettrodi di grafite. Inoltre, alcuni elettrodi di forma speciale non possono essere realizzati in rame, ma la grafite è più facile da formare e gli elettrodi di rame sono più pesanti e non adatti alla lavorazione di elettrodi di grandi dimensioni. Questi fattori hanno portato alcuni clienti di macchine a scintilla di gruppo a utilizzare elettrodi di grafite.
(2) Gli elettrodi di grafite sono più facili da lavorare e hanno una velocità di lavorazione notevolmente più rapida rispetto agli elettrodi di rame. Ad esempio, l'utilizzo della tecnologia di fresatura per lavorare la grafite è 2-3 volte più veloce rispetto alla lavorazione di altri metalli e non richiede un'ulteriore lavorazione manuale, mentre gli elettrodi di rame richiedono la macinazione manuale. Allo stesso modo, se per produrre elettrodi vengono utilizzati centri di lavoro in grafite ad alta velocità, la velocità sarà maggiore, l’efficienza sarà maggiore e non ci saranno problemi di polvere. In questi processi di lavorazione, la selezione di utensili con durezza e grafite adeguate può ridurre l'usura degli utensili e i danni agli elettrodi di rame. Se confrontiamo il tempo di fresatura tra gli elettrodi di grafite e gli elettrodi di rame, gli elettrodi di grafite sono più veloci del 67% rispetto agli elettrodi di rame. In generale, nella lavorazione con elettroerosione, l'utilizzo di elettrodi di grafite è del 58% più veloce rispetto all'utilizzo di elettrodi di rame. In questo modo si riducono notevolmente i tempi di lavorazione e si riducono anche i costi di produzione.
(3) Il design degli elettrodi di grafite è diverso da quello dei tradizionali elettrodi di rame. Molte fabbriche di stampi solitamente hanno quantità di riserva diverse per la lavorazione grezza e fine degli elettrodi di rame, mentre gli elettrodi di grafite utilizzano quasi la stessa quantità di riserva, il che riduce il numero di tempi di lavorazione CAD/CAM e macchina. Questo da solo è sufficiente per migliorare notevolmente la precisione delle cavità dello stampo.
L'applicazione dell'elettrodo di grafite
(1) Utilizzato per forni per la produzione dell'acciaio ad arco elettrico
La produzione dell'acciaio con forni elettrici è uno dei principali utilizzatori di elettrodi di grafite. La produzione di acciaio per forni elettrici in Cina rappresenta circa il 18% della produzione di acciaio grezzo e gli elettrodi di grafite utilizzati nella produzione dell'acciaio rappresentano dal 70% all'80% della quantità totale di elettrodi di grafite utilizzati. La produzione dell'acciaio in forni elettrici è il processo che prevede l'utilizzo di elettrodi di grafite per introdurre corrente nel forno e l'utilizzo della fonte di calore ad alta-temperatura generata dall'arco tra l'estremità dell'elettrodo e la carica del forno per la fusione.
(2) Utilizzato per forni termoelettrici minerali
I forni termoelettrici minerali sono utilizzati principalmente per la produzione di silicio industriale e fosforo giallo. La loro caratteristica è che la parte inferiore dell'elettrodo conduttivo è immersa nel materiale del forno, formando un arco nello strato di materiale e utilizzando l'energia termica emessa dalla resistenza del materiale del forno stesso per riscaldare il materiale del forno. Tra questi, i forni termoelettrici minerali con elevata densità di corrente richiedono elettrodi di grafite. Ad esempio, per produrre 1 tonnellata di silicio vengono consumati circa 100 kg di elettrodi di grafite, mentre per produrre 1 tonnellata di fosforo giallo vengono consumati circa 40 kg di elettrodi di grafite.
(3) Utilizzato per forni a resistenza
Il forno di grafitizzazione utilizzato per la produzione di prodotti in grafite, il forno fusorio utilizzato per la fusione del vetro e il forno elettrico utilizzato per la produzione di carburo di silicio appartengono tutti ai forni a resistenza. I materiali all'interno del forno sono sia resistenze riscaldanti che oggetti da riscaldare. Di solito, gli elettrodi di grafite per la conduttività sono incorporati nella parete della testata del forno all'estremità del forno a resistenza per il consumo discontinuo degli elettrodi di grafite.
(4) Utilizzato per la preparazione di prodotti di grafite irregolare
Il pezzo grezzo degli elettrodi di grafite viene utilizzato anche per la lavorazione di prodotti di grafite di varie forme come crogioli, stampi, barchette ed elementi riscaldanti. Ad esempio, nell'industria del vetro al quarzo, per ogni tonnellata di tubo di fusione elettrico prodotto, sono necessarie 10 tonnellate di grezzi per elettrodi di grafite; per ogni tonnellata di mattone di quarzo prodotto, vengono consumati 100 chilogrammi di elettrodi grezzi di grafite.
