在冶炼各种合金钢、铁合金时,使用石墨电极,这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区,产生电弧,使电能转化为热能,温度升高到2000 ℃左右,从而达到熔炼或反应的目的。此外,在电解金属镁、铝、钠时,电解槽的阳极也用石墨电极。生产钢砂的电阻炉也用石墨电极作炉头导电材料。
石墨是一种非金属材料,熔点,达3 650℃,而铜的熔点是1083 ℃,因此石墨电极能承受更大的电流设定条件。当放电面积与电极尺寸缩放量越大时,石墨材料率粗加工的性越显著。石墨的导热系数是铜的1/3,其放电过程中产生的热能可更有效地用于去除金属材料,因此在中、精加工中,其加工效率也比铜电极要高。根据加工经验,在正确的使用条件下,石墨电极的放电加工速度要比铜电极整体快1.5~2倍。
石墨材料的热膨胀系数小,铜材料的热膨胀系数是石墨材料的4倍,因此在放电加工中石墨电极相比铜电极不易发生变形,可获得更稳定可靠的加工精度。尤其是在加工深窄筋位部分时,局部高温容易使铜电极发生弯曲变形,而石墨电极不会这样;对于深径比大的铜电极,在加工设定时还需要补偿一定的热膨胀值来修正尺寸,而石墨电极不需要。
石墨电极注意事项
1、受潮湿的石墨电极,使用前要烘干。
2、去除备用石墨电极孔上的泡沫塑料保护帽,检查电极孔内螺纹是否完整。
3、用不含油和水的压缩空气清理备用石墨电极表面和孔内螺纹;避免用钢丝团或金属刷砂布清理。
4、将接头小心地旋入备用石墨电极一端(不建议将接头直接装入炉上撤换下来的电极)的电极孔内,不得碰撞螺纹。
5、将电极吊具(建议采用石墨材质的吊具)拧入备用电极另一端的电极孔内。
6、起吊电极时,垫松软物到备用电极装接头一端的下面,以防止地面碰损接头;用吊钩伸入吊具的吊环后吊起,吊运电极要平稳,防止电极由B端松脱或与其它的固定装置碰撞。
7、将备用电极吊到待接电极上方,对准电极孔后慢慢落下;旋转备用电极,使螺旋吊钩与电极一起转动下降;在两支电极端面相距10-20mm时,再次用压缩空气清理电极两个端面和接头的部分;在后完全下放电极时,不可过猛,否则因猛烈碰撞,会导致电极孔和接头的螺纹受损。
8、用力矩扳手拧备用电极,直到两支电极的端面紧密接触为止(电极和接头的正确连接夹缝小于0.05mm)。
普通电力石墨电极允许使用电流密度小于17a/cm2的石墨电极,主要用于炼钢、炼硅、黄磷等普通电力电炉。 高功率石墨电极可以使用电流密度为18~25a/cm2的石墨电极,主要用于炼钢的高功率电弧炉。 功率石墨电极可以使用电流密度大于25a/cm2的石墨电极。 主要用于功率炼钢电弧炉。
石墨具有相当高的导热性和导电性,其导电性比不锈钢高4倍,比碳素钢高2倍,比一般的非金属高100倍。其热传导性不仅超过钢、铁、铅等金属材料,而且随着温度的升高,热传导率降低,这与一般的金属材料不同,在的温度下石墨有绝热状态的倾向。 因此,在温条件下石墨的绝热性能是可靠的。