اتجاهات التطوير المستقبلية لأقطاب الجرافيت في صناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي

الطلب على القطب الكهربائي يتتبع صناعة الصلب الكهربائية، وليس إجمالي إنتاج الصلب الخام

يتبع استهلاك قطب الجرافيت مسار فرن القوس الكهربائي (EAF) بدلاً من إنتاج الصلب الخام الرئيسي. في التشغيل الثابت-يستهلك الفرن الذي يتم التحكم فيه جيدًا ما يقرب من 1.5 إلى 2.5 كجم من قطب الجرافيت لكل طن من الفولاذ السائل. يرتفع الاستهلاك فوق هذا النطاق عندما يتم تشغيل الأقطاب الكهربائية بكثافة تيار أعلى من فئتها المقدرة، عندما تكون الطاقة -في الوقت المحدد لكل حرارة طويلة، أو عندما لا تتم إدارة أكسدة الجدار الجانبي - وفقدان المؤخرة. يقوم صانعو الصلب بتقصير الطاقة-في الوقت المحدد وزيادة مدخلات الطاقة لكل حرارة، وبالتالي يحولون عمليات الشراء بعيدًا عن-أعمدة الطاقة العادية نحو المواد-القطرية الفائقة-العالية-من الطاقة (UHP)، ويجب أن تتبعها سلسلة التوريد بأكملها.

الاتجاه الأول: القطر ومزيج الصف يتحركان للأعلى

انتقل المركز التجاري للسوق من قطب كهربائي عادي مقاس 300 إلى 400 مم-إلى قطب كهربائي UHP مقاس 450 إلى 700 مم، نظرًا لأن مدخلات الطاقة تتدرج بمساحة مقطعية -. عند استخدام طاقة فرن مماثلة، يؤدي القطر الأكبر إلى تقليل كثافة التيار عند الطرف، مما يؤدي إلى إبطاء تآكل الطرف وتقليل الاستهلاك المحدد لكل طن من الفولاذ. وينتشر هذا التحول من خلال سلسلة الإنتاج: مكابس تشكيل أكبر، وأفران جرافيت أطول مع طاقة مثبتة أعلى، ومراكز تصنيع وقطع خيوط أكبر-، وتحكم أكثر إحكامًا في الأبعاد للمفصل المدبب. يشكل العمود والحلمة واجهة يتم التحكم فيها، ويتم تحديد أبعاد القطب والحلمة بشكل منفصل في GB/T 3072 وGB/T 3073.

الأرقام الواردة أعلاه هي أهداف تجارية عادية لمواد UHP المتميزة وليست مواصفات عالمية واحدة. يقوم كل مصنع للصلب بإصلاح نافذة القبول الخاصة به، ولكن يتم توحيد طرق القياس بحيث تتمكن المختبرات والموردين من مقارنة النتائج مباشرة.

الاتجاه الثاني: تمديد الحياة من خلال الطلاء وتصميم المفاصل

في-يغلب على فشل القطب الكهربي في الخدمة أكسدة الجدار الجانبي فوق خط الخبث وكسر المفاصل. هناك إجراءان مضادان أصبحا روتينيين. الأول عبارة عن طبقة واقية، إما عبارة عن طبقة مضادة للأكسدة تعتمد على الألومنيوم أو السيليكون والتي تقلل من أكسدة الطور الغازي-، أو طبقة جرافيت غير منفذة تحد من دخول الأكسجين إلى شبكة المسام المفتوحة. والثاني هو التحكم الدقيق في المفصل: يتم التحكم في عزم الدوران المشدود وفئة تحمل الخيط والزاوية المستدقة للمفصل T4 أو T5 بحيث تظل مقاومة التلامس منخفضة ويظل الحمل الحراري موحدًا. يتجنب المفصل الجيد النقاط الساخنة المحلية، والنقاط الساخنة هي نقطة البداية المعتادة للكسر.

الاتجاه الثالث: الطاقة والانبعاثات وضغط إعادة التدوير

لا تزال عملية الرسم البياني هي الخطوة الأكثر استهلاكًا للطاقة-في السلسلة، حيث تستهلك عدة آلاف من الكيلووات-ساعة من الكهرباء لكل طن من القطب الكهربي النهائي، وبالتالي فهي الهدف الطبيعي للعمل بكفاءة. تأتي المكاسب من-فحم الإبرة ذو النقاء العالي ودرجة رابطة الرماد المنخفضة-، مما يقلل من وقت البقاء المطلوب للوصول إلى المقاومة المستهدفة، ومن التحكم في الفرن الذي يتبع ملف تعريف درجة الحرارة المقاسة للشحنة بدلاً من جدول زمني محدد. ومن ناحية إعادة التدوير، يتم بشكل متزايد إرجاع الأعقاب المستهلكة والخراطة الآلية وغرامات الجرافيت إلى المزيج كجرافيت مسحوق، مما يقلل من الحاجة إلى فحم الكوك البكر ويحد من عقوبة الرماد. يركز التحكم في الانبعاثات على معالجة غاز المداخن-في عملية الخبز والجرافيت، لأن كلتا الخطوتين تطلقان مواد متطايرة وجسيمات دقيقة.

الاتجاه الرابع: قاعدة المصادر والتنويع اللوجستي

نظرًا لأن خطوة الجرافيت تحتاج إلى كميات كبيرة من الكهرباء-منخفضة التكلفة وفحم الكوك-عالي النقاء، فإن سعة القطب الكهربائي تميل إلى التجمع حيث يتوفر كليهما، ويوزع المشترون الجوائز بشكل متزايد على العديد من الموردين المؤهلين للحد من مخاطر المصدر الواحد-. يعتمد الإمداد المؤهل أيضًا على الخدمات اللوجستية: الأقطاب الكهربائية هشة، واسترطابية في التخزين وحساسة للمطر، لذا فإن التعبئة، ومناولة الموانئ، والنقل الداخلي كلها تنتمي إلى المواصفات التي تم شراؤها. تقوم العديد من المطاحن الآن بكتابة ارتفاع التراص وحماية الرطوبة وحماية المفاصل في أمر الشراء بدلاً من التعامل مع النقل كمسألة مفتوحة.

آثار الشراء على مصانع الصلب والتجار

وتلي ذلك ثلاث عواقب عملية. أولاً، يتطلب تأهيل مصدر إلكترود جديد تجارب الفرن التي تقيس الاستهلاك المحدد بالكيلوجرام لكل طن من الفولاذ ومعدل الكسر لكل حرارة، ولا تعمل فقط بقيم الشهادة. ثانيًا، يجب أن يعيد الفحص الوارد القياسات الرئيسية - المقاومة وقوة الانحناء والكثافة الظاهرية والرماد والتمدد الحراري - على أساس أخذ العينات باستخدام الطرق المذكورة أعلاه، بحيث تظل النتائج قابلة للمقارنة عبر الموردين وبمرور الوقت. ثالثًا، يجب مراجعة مزيج القطر والدرجة كلما تغيرت طاقة الفرن أو ممارسة صنبور المحول، لأن الدرجة التي تم تحديد حجمها بشكل صحيح عند 400 مم قد تكون أقل من - المحددة بمجرد زيادة مدخلات الطاقة لكل حرارة.

الأسئلة المتداولة

Q:هل قطر القطب الأكبر دائمًا يقلل الاستهلاك؟
ج: فقط عندما تدعمه بقية الممارسة. يأتي الكسب من انخفاض كثافة التيار وتآكل الأطراف بشكل أبطأ، ولكنه يختفي إذا كان توافق المفاصل ضعيفًا، أو إذا تم تخزين الأقطاب الكهربائية بدون حماية من الرطوبة، أو إذا لم يتم التحكم في الأكسدة فوق خط الخبث عن طريق الطلاء وعملية الخبث الرغوي.

Q:ما هي القيم التي يجب التحقق منها في الشهادة الواردة؟
ج: المقاومة، وقوة الانثناء، والكثافة الظاهرية، والرماد والتمدد الحراري، بالإضافة إلى الأبعاد ومقياس الخيط. المقاومة والكثافة هي أسرع المؤشرات للتغيير في المواد الخام أو ممارسة الجرافيت.

Q:هل الأقطاب الكهربائية المغلفة تستحق التكلفة الإضافية؟
ج: في الأفران ذات الطاقة الطويلة-في الأوقات أو بمعدلات وخز عالية للأكسجين، تعمل الطبقة عادةً على تقليل استهلاك الجدار الجانبي-بنسبة تزيد عن تكلفتها. وباختصار-تكون الفائدة أقل من العمليات التي يتم إجراؤها باستخدام الخبث الرغوي الذي يتم التحكم فيه بشكل جيد.

Q:كيف ينبغي تخزين الأقطاب الكهربائية في الموقع؟
ج: في الداخل على أرض جافة، بعيدًا عن الأمطار المباشرة والمياه الراكدة، مع حماية المفاصل والحلمات. الرطوبة الممتصة في شبكة المسام تزيد من خطر التشقق أثناء دورة التسخين الأولى.

Q:هل يمكن إعادة استخدام الأعقاب وخردة الآلات؟
ج: نعم. يمكن سحق خردة الجرافيت النظيفة والمصنفة وإعادتها إلى المزيج، مما يقلل من الطلب على فحم الكوك وتكلفته، ولكن يجب استبعاد التلوث بالحراريات أو المعدن لأنه يثير الرماد ويمكن أن يؤثر على المقاومة.

Q:ما الذي يتغير عادةً أولاً عندما يقوم الفرن بترقية محوله؟
ج: تتغير سعة الحمل الحالية-المطلوبة أولاً، لذلك يتم إعادة تحديد القطر والدرجة-قبل المواد الاستهلاكية الأخرى. غالبًا ما تنتقل درجة الحلمة إلى فئة قوة-أعلى في نفس الوقت.