تخصيص القطب الجرافيت الطاقة العادية
1. تكوين المواد
تستخدم أقطاب الجرافيت ذات الطاقة العادية (RP) المخصصة فحم الكوك البترولي كمادة خام أساسية (محتوى الكربون ≥98%)، بالإضافة إلى طبقة قطران الفحم كمواد رابطة. تتم إزالة المواد المتطايرة من خلال التكليس بدرجة حرارة عالية (1200-1400 درجة مئوية)، يليها العجن والقولبة والتكليس (1000-1200 درجة مئوية)، ومعالجة الجرافيت (2500-2800 درجة مئوية) لتشكيل هيكل جرافيتي.
تتضمن معلمات الأداء النموذجية ما يلي:
المقاومة: 7.5-8.5 ميكروأوم·م (القطب)، 5.8-6.5 ميكروأوم·م (الموصل)؛
الكثافة الظاهرية: ≥1.53 جم/سم³ (قطب)، ≥1.70 جم/سم³ (موصل)؛
قوة الانثناء: ≥8.5 ميجا باسكال (القطب)، ≥16.0 ميجا باسكال (الموصل)؛
محتوى الرماد: ≥0.3% (القطب)، ≥0.2% (الموصل). ستحتوي بعض المنتجات المخصصة على طلاء مضاد للأكسدة (مثل السيلوكسان) أو محتوى ألياف الكربون المعدل (1%-3%) لتحسين مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة الصدمات الحرارية.
2. الجرافيت المخصص
تخصيص الحجم والشكل
القطر: النطاق القياسي 75-700 مم، يمكن تخصيص الأحجام غير القياسية (على سبيل المثال، 90 مم، 120 مم)، مما يتطلب قالب بثق مُعاد تصميمه.
الطول: الأطوال القياسية 1800 مم، 2100 مم، 2400 مم، بحد أقصى مخصص يبلغ 3000 مم، مما يتطلب تصميمًا مجزأً لتجنب أضرار النقل.
نوع الموصل: تتوفر موصلات 3TPI (3 خيوط لكل بوصة) أو 4TPI، كما يتم دعم تخصيص الموصل المستدق لضمان استقرار الاتصال.
تعديل معلمة الأداء:
تحسين المقاومة: يتم التحكم فيها عن طريق ضبط درجة حرارة الجرافيت (2600-2800 درجة مئوية)، ونماذج المقاومة المنخفضة (≥7.5μΩ·m) مناسبة لتطبيقات التيار العالي.
تعزيز الكثافة: تعمل زيادة كثافة الضغط (1.60-1.65 جم/سم³) على تعزيز القوة الميكانيكية، مما يجعلها مناسبة لأفران القوس الكهربائي ذات عمليات التشغيل والإيقاف المتكررة.
المعالجة المضادة للأكسدة: يعمل التشريب بمحلول البورات أو الطلاء مع نيتريد البورون على إطالة عمر خدمة الجرافيت كقطب كهربائي (بنسبة 15%-20%).
المعالجة السطحية:
التصنيع: تلميع عالي الدقة (خشونة السطح Ra<0.8μm) يلبي متطلبات الصب الدقيق.
الحماية من التآكل: بالنسبة للصناعة الكيميائية، يعمل طلاء بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) على تعزيز مقاومة التآكل الكيميائي.
3. مجالات التطبيق
صهر الفولاذ: يمثل 60%-70% من استهلاك القطب الكهربائي RP، ويستخدم بشكل أساسي في أفران القوس الكهربائي الصغيرة (السعة أقل من 50 طنًا/فرن) وأفران التكرير (LF)، وصهر خردة الفولاذ والمواد الخام المصنوعة من السبائك عند درجات حرارة قوس كهربائي عالية (3000-3200 درجة مئوية).
الحالة النموذجية: مصنع فولاذي مخصص للأقطاب الكهربائية RP100x2100mm، مدمج مع صيغة مقاومة منخفضة (7.8μΩ·m)، مما يقلل من استهلاك القطب الكهربائي لكل طن من الفولاذ بنسبة 12%.
صهر المعادن غير الحديدية: يستخدم في عمليات التحليل الكهربائي أو صهر المعادن مثل الألومنيوم والنحاس، بالاعتماد على التوصيل المستقر والمقاومة للتآكل الكيميائي للأقطاب الكهربائية RP.
الحالة النموذجية: في خلايا التحليل الكهربائي للألمنيوم، تم استخدام أقطاب كهربائية مخصصة RP200x1800mm، مع محتوى رماد محسّن (≥0.2%) لتقليل التلوث بالشوائب.
الصناعات الكيماوية والمسابك: تستخدم في صهر منتجات مثل الفوسفور الأصفر والفيروسيليكون، وكذلك لإصلاح عيوب الصب (مثل المسامية والشقوق).
الحالة النموذجية: قام مصنع كيميائي بتخصيص أقطاب كهربائية RP150x2400mm، باستخدام طلاء مضاد للأكسدة، مما يزيد من وقت التشغيل المستمر إلى 72 ساعة.
المجالات الناشئة: الطباعة ثلاثية الأبعاد: أقطاب RP عالية الدقة مخصصة (قطر 50 مم، خشونة السطح Ra<0.4μm) لعمليات التلبيد بالليزر.
تصنيع أشباه الموصلات: توفير أقطاب RP فائقة النقاء (محتوى الرماد أقل من أو يساوي 0.1%) لتلبية متطلبات التحكم الصارمة في الشوائب في عمليات الطباعة الحجرية الضوئية.
4. اتجاهات الصناعة ودراسات الحالة
الاتجاه: مع تزايد نسبة صناعة الصلب في أفران القوس الكهربائي (أكثر من 30% عالميًا)، يتزايد الطلب على أقطاب RP بمعدل سنوي يتراوح بين 5% و8%؛ تشهد الأسواق الناشئة (مثل جنوب شرق آسيا) نموًا سريعًا في الطلب على أقطاب RP المخصصة ومنخفضة التكلفة.
دراسة الحالة: قام أحد مصانع الصلب في جنوب شرق آسيا بتخصيص أقطاب كهربائية RP مقاس 250 × 2700 مم باستخدام تركيبة عالية الكثافة (1.62 جم/سم مكعب)، مما يقلل وقت الصهر في فرن واحد إلى 3.5 ساعة ويخفض التكاليف الإجمالية بنسبة 18%.
الآن الاتصال