كيف تعمل أقطاب الجرافيت؟

دعونا نتحدث عن كيفية عمل أقطاب الجرافيت، وعملية تصنيع أقطاب الجرافيت، ولماذا تحتاج أقطاب الجرافيت إلى الاستبدال؟
1. كيف تعمل أقطاب الجرافيت؟
تُعدّ الأقطاب الكهربائية جزءًا من غطاء الفرن، ويتم تجميعها على شكل أعمدة. ثم يمر التيار الكهربائي عبر الأقطاب، مكونًا قوسًا من الحرارة الشديدة التي تصهر خردة الفولاذ.
تُحرك الأقطاب الكهربائية لأسفل على الخردة أثناء عملية الصهر. ثم يتولد قوس كهربائي بين القطب والمعدن. ولأغراض الحماية، يُختار جهد منخفض. بعد أن تُحجب الأقطاب الكهربائية القوس، يُرفع الجهد لتسريع عملية الصهر.
2. عملية تصنيع قطب الجرافيت
يُصنع قطب الجرافيت بشكل أساسي من فحم الكوك البترولي وفحم الكوك الإبري، ويُستخدم البيتومين الفحمي كمادة رابطة. ويتم تصنيعه عبر التكليس، والخلط، والعجن، والضغط، والتحميص، والتحويل إلى جرافيت، والتشكيل الآلي. ويُستخدم لتفريغ الطاقة الكهربائية على شكل قوس كهربائي في فرن القوس الكهربائي. ويمكن تقسيم الموصل الذي يُسخن ويصهر الشحنة إلى ثلاثة أنواع وفقًا لمؤشر جودته: قطب جرافيت عادي، وقطب جرافيت عالي القدرة، وقطب جرافيت فائق القدرة.

3. لماذا تحتاج أقطاب الجرافيت إلى الاستبدال؟
وفقًا لمبدأ الاستهلاك، هناك عدة أسباب لاستبدال أقطاب الجرافيت.
• الاستخدام النهائي: يشمل ذلك تبخر مادة الجرافيت الناتج عن ارتفاع درجة حرارة القوس الكهربائي، وفقدان التفاعل الكيميائي بين القطب الكهربائي والصلب المنصهر والخبث. يعتمد معدل التبخر عند درجات الحرارة العالية في النهاية بشكل أساسي على كثافة التيار المار عبر القطب الكهربائي، ويرتبط أيضًا بقطر جانب القطب بعد الأكسدة. كما يرتبط الاستهلاك النهائي بإمكانية غمر القطب الكهربائي في ماء الفولاذ لزيادة نسبة الكربون.
• الأكسدة الجانبية: يتكون القطب الكهربائي من الكربون، الذي يتأكسد بفعل الهواء وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون في ظروف معينة. وتعتمد كمية الأكسدة على جانب القطب على معدل الأكسدة لكل وحدة ومساحة التلامس. عادةً، تمثل الأكسدة الجانبية للقطب حوالي 50% من إجمالي استهلاكه. في السنوات الأخيرة، ولتحسين سرعة صهر الأفران الكهربائية، زادت وتيرة نفخ الأكسجين، مما أدى إلى زيادة فقدان القطب نتيجة الأكسدة.
• الفقد المتبقي: عند استخدام القطب الكهربائي بشكل مستمر عند نقطة اتصال الأقطاب الكهربائية العلوية والسفلية، ينفصل جزء صغير من القطب الكهربائي أو المفصل بسبب الترقق التأكسدي للجسم أو اختراق الشقوق.
• تقشر السطح وتساقطه: ينتج عن ضعف مقاومة القطب للصدمات الحرارية أثناء عملية الصهر. يشمل ذلك كسر جسم القطب وكسر الحلمة. يرتبط كسر القطب بجودة وتصنيع قطب الجرافيت والحلمة، كما يرتبط بعملية صناعة الصلب.