Grafitna elektroda se odnosi na visoko{0}}temperaturno otporan grafitni provodni materijal napravljen od naftnog koksa i asfaltnog koksa kao agregata, katrana kao veziva, kalcinacijom sirovina, drobljenjem i mljevenjem, doziranjem, miješanjem, oblikovanjem, kalcinacijom, impregnacijom, mehaničkom obradom. Zove se elektroda od umjetnog grafita (koja se naziva grafitna elektroda), koja se razlikuje od prirodne grafitne elektrode pripremljene od prirodnog grafita kao sirovine.
Grafitne elektrode se uglavnom izrađuju od naftnog koksa i igličastog koksa kao sirovina, sa smolom od ugljenog katrana kao vezivom. Izrađuju se kalcinacijom, doziranjem, miješanjem, oblikovanjem, pečenjem, grafitizacijom i mašinskom obradom. Oni su vodiči koji oslobađaju električnu energiju u obliku luka u električnoj lučnoj peći za zagrijavanje i topljenje materijala peći. Prema svojim pokazateljima kvaliteta, mogu se podijeliti na obične grafitne elektrode snage, grafitne elektrode velike{3}}grafitne elektrode i ultra-grafitne elektrode velike snage.
Glavna sirovina za proizvodnju grafitnih elektroda je naftni koks. Mala količina asfaltnog koksa može se dodati običnim grafitnim elektrodama, a sadržaj sumpora i petrolej koksa i asfaltnog koksa ne može biti veći od 0,5%. Igličasti koks je također potreban kada se proizvode grafitne elektrode velike- ili ultra velike snage. Glavna sirovina za proizvodnju aluminijskih anoda je naftni koks, a udio sumpora ne smije biti veći od 1,5% do 2%. Naftni koks i asfaltni koks treba da budu u skladu sa relevantnim nacionalnim standardima kvaliteta.
Prednost grafitne elektrode
(1) Sve veća složenost geometrije kalupa i diverzifikacija primjena proizvoda doveli su do viših zahtjeva za preciznošću pražnjenja mašina za varnice. Prednosti grafitnih elektroda su u tome što se lako obrađuju, imaju visoku stopu uklanjanja pražnjenjem i imaju male gubitke grafita. Stoga su neki grupni kupci mašina za iskre napustili bakarne elektrode i prešli na grafitne elektrode. Osim toga, neke posebno oblikovane elektrode ne mogu se napraviti od bakra, ali se grafit lakše formira, a bakrene elektrode su teže i nisu pogodne za obradu velikih elektroda. Ovi faktori su naveli neke grupe kupaca mašina za varnice da koriste grafitne elektrode.
(2) Grafitne elektrode se lakše obrađuju i imaju znatno veću brzinu obrade od bakarnih elektroda. Na primjer, korištenje tehnologije mljevenja za obradu grafita je 2-3 puta brže od druge obrade metala i ne zahtijeva dodatnu ručnu obradu, dok bakarne elektrode zahtijevaju ručno mljevenje. Slično, ako se za proizvodnju elektroda koriste centri za obradu grafita velike brzine, brzina će biti veća, efikasnost će biti veća i neće biti problema s prašinom. U ovim procesima obrade, odabir alata odgovarajuće tvrdoće i grafita može smanjiti trošenje alata i oštećenje bakrenih elektroda. Ako uporedimo vrijeme mljevenja između grafitnih elektroda i bakrenih elektroda, grafitne elektrode su 67% brže od bakrenih elektroda. Općenito, u mašinskoj obradi s električnim pražnjenjem, korištenje grafitnih elektroda je 58% brže nego korištenje bakrenih elektroda. Na ovaj način se značajno smanjuje vrijeme obrade, a smanjuju se i troškovi proizvodnje.
(3) Dizajn grafitnih elektroda razlikuje se od dizajna tradicionalnih bakrenih elektroda. Mnoge tvornice kalupa obično imaju različite količine rezerve za grubu i finu obradu bakarnih elektroda, dok grafitne elektrode koriste gotovo istu količinu rezerve, što smanjuje broj CAD/CAM i vremena strojne obrade. Samo ovo je dovoljno da se u velikoj meri poboljša tačnost šupljina kalupa.
Primjena grafitne elektrode
(1) Koristi se za elektrolučne peći za proizvodnju čelika
Proizvodnja čelika za električne peći je glavni korisnik grafitnih elektroda. Proizvodnja čelika za električne peći u Kini čini oko 18% proizvodnje sirovog čelika, a grafitne elektrode koje se koriste u proizvodnji čelika čine 70% do 80% ukupne količine upotrijebljenih grafitnih elektroda. Proizvodnja čelika u električnim pećima je proces korištenja grafitnih elektroda za uvođenje struje u peć i korištenje izvora toplote visoke{5}}temperature koji stvara luk između kraja elektrode i punjenja peći za topljenje.
(2) Koristi se za mineralne termičke električne peći
Mineralne termoelektrične peći se uglavnom koriste za proizvodnju industrijskog silicijuma i žutog fosfora. Njihova karakteristika je da je donji dio provodljive elektrode ukopan u materijal peći, formirajući luk u sloju materijala, i koristeći toplinsku energiju koju emituje otpor samog materijala peći za zagrijavanje materijala peći. Među njima, mineralne termičke električne peći visoke gustoće struje zahtijevaju grafitne elektrode. Na primjer, oko 100 kg grafitnih elektroda se troši za proizvodnju 1 tone silicijuma, a oko 40 kg grafitnih elektroda se troši za proizvodnju 1 tone žutog fosfora.
(3) Koristi se za otporne peći
Peć za grafitizaciju koja se koristi za proizvodnju grafitnih proizvoda, peć za topljenje koja se koristi za topljenje stakla i električna peć koja se koristi za proizvodnju silicijum-karbida pripadaju otpornim pećima. Materijali unutar peći su i otpornici za grijanje i predmeti koji se zagrijavaju. Obično su grafitne elektrode za provodljivost ugrađene u zid glave peći na kraju otporne peći za diskontinuirano trošenje grafitnih elektroda.
(4) Koristi se za pripremu nepravilnih grafitnih proizvoda
Prazan od grafitnih elektroda se također koristi za preradu u različite oblikovane grafitne proizvode kao što su lonci, kalupi, čamci i grijaći elementi. Na primjer, u industriji kvarcnog stakla, za svaku proizvedenu 1 tonu električne cijevi za topljenje potrebno je 10 tona praznih grafitnih elektroda; za svaku 1 tonu proizvedene kvarcne cigle troši se 100 kilograma praznih grafitnih elektroda.
