Το ηλεκτρόδιο γραφίτη αναφέρεται σε ένα αγώγιμο υλικό γραφίτη ανθεκτικό σε υψηλές-θερμοκρασίες κατασκευασμένο από οπτάνθρακα πετρελαίου και οπτάνθρακα ασφάλτου ως αδρανή, λιθανθρακόπισσα ως συνδετικό υλικό, μέσω φρύξης πρώτης ύλης, σύνθλιψης και λείανσης, ανάμειξης, χύτευσης, φρύξης, εμποτισμού, μηχανικής επεξεργασίας και γραφιτοποίησης. Ονομάζεται ηλεκτρόδιο τεχνητού γραφίτη (αναφέρεται ως ηλεκτρόδιο γραφίτη), το οποίο είναι διαφορετικό από το φυσικό ηλεκτρόδιο γραφίτη που παρασκευάζεται από φυσικό γραφίτη ως πρώτη ύλη.
Τα ηλεκτρόδια γραφίτη κατασκευάζονται κυρίως από οπτάνθρακα πετρελαίου και οπτάνθρακα βελόνας ως πρώτες ύλες, με πίσσα λιθανθρακόπισσας ως συνδετικό. Κατασκευάζονται με φρύξη, κατά παρτίδες, ανάμιξη, χύτευση, ψήσιμο, γραφιτοποίηση και μηχανική κατεργασία. Είναι αγωγοί που απελευθερώνουν ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή τόξου σε έναν κλίβανο ηλεκτρικού τόξου για να θερμάνουν και να λιώσουν το υλικό του κλιβάνου. Σύμφωνα με τους δείκτες ποιότητάς τους, μπορούν να χωριστούν σε ηλεκτρόδια γραφίτη συνηθισμένης ισχύος, ηλεκτρόδια γραφίτη υψηλής-και υπερ-ηλεκτρόδια γραφίτη υψηλής ισχύος.
Η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη είναι ο οπτάνθρακας πετρελαίου. Μια μικρή ποσότητα οπτάνθρακα ασφάλτου μπορεί να προστεθεί στα συνηθισμένα ηλεκτρόδια γραφίτη ισχύος και η περιεκτικότητα σε θείο τόσο του οπτάνθρακα πετρελαίου όσο και του οπτάνθρακα ασφάλτου δεν μπορεί να υπερβαίνει το 0,5%. Απαιτείται επίσης οπτάνθρακας με βελόνα κατά την παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη υψηλής ισχύος ή εξαιρετικά υψηλής ισχύος. Η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή ανοδίων αλουμινίου είναι ο οπτάνθρακας πετρελαίου και η περιεκτικότητα σε θείο ελέγχεται να μην υπερβαίνει το 1,5% έως 2%. Ο οπτάνθρακας πετρελαίου και ο οπτάνθρακας ασφάλτου θα πρέπει να συμμορφώνονται με τα σχετικά εθνικά πρότυπα ποιότητας.
Το πλεονέκτημα του ηλεκτροδίου γραφίτη
(1) Η αυξανόμενη πολυπλοκότητα της γεωμετρίας του καλουπιού και η διαφοροποίηση των εφαρμογών των προϊόντων έχουν οδηγήσει σε υψηλότερες απαιτήσεις για την ακρίβεια εκφόρτισης των μηχανών σπινθήρα. Τα πλεονεκτήματα των ηλεκτροδίων γραφίτη είναι ότι είναι εύκολο να υποστούν επεξεργασία, έχουν υψηλό ρυθμό αφαίρεσης μηχανικής εκφόρτισης και έχουν χαμηλή απώλεια γραφίτη. Ως εκ τούτου, ορισμένοι πελάτες μηχανημάτων σπινθήρα που βασίζονται σε ομάδες έχουν εγκαταλείψει τα ηλεκτρόδια χαλκού και έχουν στραφεί σε ηλεκτρόδια γραφίτη. Επιπλέον, ορισμένα ηλεκτρόδια ειδικού σχήματος δεν μπορούν να κατασκευαστούν από χαλκό, αλλά ο γραφίτης σχηματίζεται ευκολότερα και τα ηλεκτρόδια χαλκού είναι βαρύτερα και δεν είναι κατάλληλα για επεξεργασία μεγάλων ηλεκτροδίων. Αυτοί οι παράγοντες οδήγησαν ορισμένους πελάτες μηχανών σπινθήρα που βασίζονται σε ομάδες να χρησιμοποιούν ηλεκτρόδια γραφίτη.
(2) Τα ηλεκτρόδια γραφίτη είναι ευκολότερα στην επεξεργασία και έχουν σημαντικά μεγαλύτερη ταχύτητα επεξεργασίας από τα ηλεκτρόδια χαλκού. Για παράδειγμα, η χρήση της τεχνολογίας άλεσης για την επεξεργασία γραφίτη είναι 2-3 φορές ταχύτερη από την επεξεργασία άλλων μετάλλων και δεν απαιτεί πρόσθετη χειροκίνητη επεξεργασία, ενώ τα ηλεκτρόδια χαλκού απαιτούν χειροκίνητη λείανση. Ομοίως, εάν χρησιμοποιούνται κέντρα κατεργασίας γραφίτη υψηλής ταχύτητας για την κατασκευή ηλεκτροδίων, η ταχύτητα θα είναι μεγαλύτερη, η απόδοση θα είναι υψηλότερη και δεν θα υπάρχει πρόβλημα σκόνης. Σε αυτές τις διαδικασίες κατεργασίας, η επιλογή εργαλείων με κατάλληλη σκληρότητα και γραφίτη μπορεί να μειώσει τη φθορά του εργαλείου και τη ζημιά στα ηλεκτρόδια χαλκού. Εάν συγκρίνουμε τον χρόνο άλεσης μεταξύ των ηλεκτροδίων γραφίτη και των ηλεκτροδίων χαλκού, τα ηλεκτρόδια γραφίτη είναι 67% ταχύτερα από τα ηλεκτρόδια χαλκού. Γενικά, στη μηχανική κατεργασία ηλεκτρικής εκκένωσης, η χρήση ηλεκτροδίων γραφίτη είναι 58% ταχύτερη από τη χρήση ηλεκτροδίων χαλκού. Με αυτόν τον τρόπο μειώνεται σημαντικά ο χρόνος επεξεργασίας, ενώ μειώνεται και το κόστος κατασκευής.
(3) Ο σχεδιασμός των ηλεκτροδίων γραφίτη είναι διαφορετικός από αυτόν των παραδοσιακών ηλεκτροδίων χαλκού. Πολλά εργοστάσια καλουπιών έχουν συνήθως διαφορετικές αποθεματικές ποσότητες για την ακατέργαστη και λεπτή κατεργασία ηλεκτροδίων χαλκού, ενώ τα ηλεκτρόδια γραφίτη χρησιμοποιούν σχεδόν την ίδια εφεδρική ποσότητα, η οποία μειώνει τον αριθμό των χρόνων επεξεργασίας CAD/CAM και μηχανής. Αυτό από μόνο του είναι αρκετό για να βελτιώσει σημαντικά την ακρίβεια των κοιλοτήτων μούχλας.
Η εφαρμογή ηλεκτροδίου γραφίτη
(1) Χρησιμοποιείται για φούρνο χάλυβα ηλεκτρικού τόξου
Η χαλυβουργία ηλεκτρικών κλιβάνων είναι ένας σημαντικός χρήστης ηλεκτροδίων γραφίτη. Η παραγωγή χάλυβα ηλεκτρικών κλιβάνων στην Κίνα αντιπροσωπεύει περίπου το 18% της παραγωγής ακατέργαστου χάλυβα και τα ηλεκτρόδια γραφίτη που χρησιμοποιούνται στη χαλυβουργία αντιπροσωπεύουν το 70% έως 80% της συνολικής ποσότητας ηλεκτροδίων γραφίτη που χρησιμοποιείται. Η παραγωγή χάλυβα ηλεκτρικού κλιβάνου είναι η διαδικασία χρήσης ηλεκτροδίων γραφίτη για την εισαγωγή ρεύματος στον κλίβανο και η χρήση της πηγής θερμότητας υψηλής- θερμοκρασίας που παράγεται από το τόξο μεταξύ του άκρου του ηλεκτροδίου και του φορτίου του κλιβάνου για τήξη.
(2) Χρησιμοποιείται για ορυκτούς θερμικούς ηλεκτρικούς κλιβάνους
Οι ορυκτοί θερμικοί ηλεκτρικοί φούρνοι χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή βιομηχανικού πυριτίου και κίτρινου φωσφόρου. Το χαρακτηριστικό τους είναι ότι το κάτω μέρος του αγώγιμου ηλεκτροδίου είναι θαμμένο στο υλικό του κλιβάνου, σχηματίζοντας ένα τόξο στο στρώμα υλικού και χρησιμοποιώντας τη θερμική ενέργεια που εκπέμπεται από την αντίσταση του ίδιου του υλικού του κλιβάνου για να θερμάνει το υλικό του κλιβάνου. Μεταξύ αυτών, ορυκτοί θερμικοί ηλεκτρικοί κλίβανοι με υψηλή πυκνότητα ρεύματος απαιτούν ηλεκτρόδια γραφίτη. Για παράδειγμα, περίπου 100 κιλά ηλεκτροδίων γραφίτη καταναλώνονται για την παραγωγή 1 τόνου πυριτίου και περίπου 40 κιλά ηλεκτροδίων γραφίτη καταναλώνονται για την παραγωγή 1 τόνου κίτρινου φωσφόρου.
(3) Χρησιμοποιείται για κλιβάνους αντίστασης
Ο κλίβανος γραφιτοποίησης που χρησιμοποιείται για την παραγωγή προϊόντων γραφίτη, ο κλίβανος τήξης που χρησιμοποιείται για την τήξη γυαλιού και ο ηλεκτρικός κλίβανος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή καρβιδίου του πυριτίου ανήκουν όλοι σε κλιβάνους αντίστασης. Τα υλικά μέσα στον κλίβανο είναι τόσο αντιστάσεις θέρμανσης όσο και αντικείμενα προς θέρμανση. Συνήθως, τα ηλεκτρόδια γραφίτη για αγωγιμότητα είναι ενσωματωμένα στο τοίχωμα της κεφαλής του κλιβάνου στο άκρο του κλιβάνου αντίστασης για ασυνεχή κατανάλωση ηλεκτροδίων γραφίτη.
(4) Χρησιμοποιείται για την παρασκευή ακανόνιστων προϊόντων γραφίτη
Το τεμάχιο ηλεκτροδίων γραφίτη χρησιμοποιείται επίσης για επεξεργασία σε διάφορα διαμορφωμένα προϊόντα γραφίτη, όπως χωνευτήρια, καλούπια, βάρκες και θερμαντικά στοιχεία. Για παράδειγμα, στη βιομηχανία υάλου χαλαζία, για κάθε 1 τόνο ηλεκτρικού σωλήνα τήξης που παράγεται, απαιτούνται 10 τόνοι τεμαχίων ηλεκτροδίων γραφίτη. Για κάθε 1 τόνο παραγόμενου τούβλου χαλαζία, καταναλώνονται 100 κιλά ακατέργαστων ηλεκτροδίων γραφίτη.
