Grafit elektrot, ham maddenin kalsinasyonu, kırma ve öğütme, harmanlama, karıştırma, kalıplama, kalsinasyon, emprenye etme, grafitleştirme ve mekanik işleme yoluyla agrega olarak petrol kok ve asfalt kokudan, bağlayıcı olarak kömür katranından yapılan, yüksek-sıcaklığa dayanıklı grafit iletken malzemeyi ifade eder. Hammadde olarak doğal grafitten hazırlanan doğal grafit elektrottan farklı olan yapay grafit elektrot (grafit elektrot olarak anılır) olarak adlandırılır.
Grafit elektrotlar esas olarak hammadde olarak petrol kok ve iğne koktan, bağlayıcı olarak kömür katranı ziftinden yapılır. Kalsinasyon, harmanlama, karıştırma, kalıplama, kavurma, grafitleştirme ve işleme yoluyla yapılırlar. Elektrik ark ocağında fırın malzemesini ısıtmak ve eritmek için elektrik enerjisini ark şeklinde açığa çıkaran iletkenlerdir. Kalite göstergelerine göre sıradan güçlü grafit elektrotlar, yüksek-güçlü grafit elektrotlar ve ultra-yüksek güçlü grafit elektrotlar olarak ayrılabilirler.
Grafit elektrot üretiminin ana hammaddesi petrol kokudur. Sıradan güç grafit elektrotlarına az miktarda asfalt koku eklenebilir ve hem petrol kok hem de asfalt kokunun kükürt içeriği %0,5'i geçemez. Yüksek-güçlü veya ultra yüksek güçlü grafit elektrotlar üretilirken iğne kok da gereklidir. Alüminyum anot üretiminin ana hammaddesi petrol kokudur ve kükürt içeriğinin %1,5 ila %2'yi aşmayacağı şekilde kontrol edilir. Petrol kok ve asfalt koku ilgili ulusal kalite standartlarına uygun olmalıdır.
Grafit elektrotun avantajı
(1) Kalıp geometrisinin artan karmaşıklığı ve ürün uygulamalarının çeşitlenmesi, kıvılcım makinelerinin boşaltma doğruluğu için daha yüksek gereksinimlere yol açmıştır. Grafit elektrotların avantajları, işlenmesinin kolay olması, yüksek boşaltma oranına sahip olması ve düşük grafit kaybına sahip olmasıdır. Bu nedenle, bazı grup bazlı kıvılcım makinesi müşterileri bakır elektrotları bırakıp grafit elektrotlara geçtiler. Ayrıca bazı özel şekilli elektrotlar bakırdan yapılamaz, ancak grafitin oluşturulması daha kolaydır ve bakır elektrotlar daha ağırdır ve büyük elektrotların işlenmesi için uygun değildir. Bu faktörler, grup bazlı bazı kıvılcım makinesi müşterilerinin grafit elektrotları kullanmasına yol açtı.
(2) Grafit elektrotların işlenmesi daha kolaydır ve bakır elektrotlara göre önemli ölçüde daha hızlı işlem hızına sahiptir. Örneğin, grafiti işlemek için frezeleme teknolojisini kullanmak, diğer metal işlemeye göre 2-3 kat daha hızlıdır ve ek manuel işlem gerektirmez; bakır elektrotlar ise manuel taşlama gerektirir. Benzer şekilde elektrot üretiminde yüksek hızlı grafit işleme merkezleri kullanılırsa hız daha yüksek olacak, verim daha yüksek olacak ve toz sorunu yaşanmayacaktır. Bu işleme proseslerinde uygun sertliğe ve grafite sahip takımların seçilmesi, takım aşınmasını ve bakır elektrotların hasar görmesini azaltabilir. Grafit elektrotlar ile bakır elektrotlar arasındaki öğütme süresini karşılaştırırsak, grafit elektrotlar bakır elektrotlara göre %67 daha hızlıdır. Genel olarak elektrik deşarjlı işlemede grafit elektrotların kullanılması, bakır elektrotların kullanılmasına göre %58 daha hızlıdır. Bu sayede işlem süresi önemli ölçüde azalırken üretim maliyetleri de azalır.
(3) Grafit elektrotların tasarımı geleneksel bakır elektrotlardan farklıdır. Çoğu kalıp fabrikası bakır elektrotların kaba ve ince işlenmesi için genellikle farklı rezerv miktarlarına sahipken, grafit elektrotlar neredeyse aynı rezerv miktarını kullanır, bu da CAD/CAM sayısını ve makine işlem sürelerini azaltır. Bu tek başına kalıp boşluklarının doğruluğunu büyük ölçüde artırmak için yeterlidir.
Grafit elektrot uygulaması
(1) Elektrik arklı çelik üretim fırını için kullanılır
Elektrikli fırınlı çelik üretimi, grafit elektrotların önemli bir kullanıcısıdır. Çin'deki elektrikli fırın çeliği üretimi, ham çelik üretiminin yaklaşık %18'ini oluşturuyor ve çelik üretiminde kullanılan grafit elektrotlar, kullanılan toplam grafit elektrot miktarının %70 ila %80'ini oluşturuyor. Elektrikli fırında çelik yapımı, fırına akım vermek için grafit elektrotların kullanılması ve elektrot ucu ile fırın yükü arasındaki ark tarafından üretilen yüksek- sıcaklıktaki ısı kaynağının eritme için kullanılması işlemidir.
(2) Mineral termal elektrik fırınları için kullanılır
Mineral termal elektrik fırınları esas olarak endüstriyel silikon ve sarı fosfor üretiminde kullanılır. Bunların özelliği, iletken elektrotun alt kısmının fırın malzemesine gömülmesi, malzeme katmanında bir yay oluşturması ve fırın malzemesinin kendi direnci tarafından yayılan ısı enerjisini fırın malzemesini ısıtmak için kullanmasıdır. Bunlar arasında yüksek akım yoğunluğuna sahip mineral termal elektrik fırınları grafit elektrotlara ihtiyaç duyar. Örneğin 1 ton silikon üretmek için yaklaşık 100 kg grafit elektrot tüketilirken, 1 ton sarı fosfor üretmek için yaklaşık 40 kg grafit elektrot tüketilir.
(3) Direnç fırınlarında kullanılır
Grafit ürünleri üretmek için kullanılan grafitleme fırını, cam eritmek için kullanılan eritme fırını ve silisyum karbür üretmek için kullanılan elektrikli fırın, rezistans fırınlarına aittir. Fırının içindeki malzemeler hem ısıtıcı rezistanslardır hem de ısıtılacak nesnelerdir. Genellikle iletkenlik için grafit elektrotlar, grafit elektrotların süreksiz tüketimi için direnç fırınının sonunda fırın kafa duvarına gömülür.
(4) Düzensiz grafit ürünlerinin hazırlanmasında kullanılır
Grafit elektrotların ham kısmı aynı zamanda potalar, kalıplar, tekneler ve ısıtma elemanları gibi çeşitli şekilli grafit ürünlerin işlenmesinde de kullanılır. Örneğin kuvars cam endüstrisinde üretilen her 1 ton elektrikli eritme tüpü için 10 ton grafit elektrot boşluğuna ihtiyaç vardır; Üretilen her 1 ton kuvars tuğla için 100 kilogram grafit elektrot boşluğu tüketiliyor.
