Beim Stahlherstellungsprozess im Elektroofen verflüchtigt sich die Spitze der Graphitelektrode aufgrund der hohen Temperatur des Lichtbogens, und das Ende verkürzt sich kontinuierlich.
Beim Stahlerzeugungsprozess im Elektroofen verdampft die Spitze der Graphitelektrode aufgrund der hohen Temperatur des Lichtbogens, wodurch sich das Elektrodenende kontinuierlich verkürzt. Hinzu kommt der durch Oxidation und Schlackenerosion verursachte Verschleiß der Seitenwände. Dieser Verschleiß lässt sich durch Aufsprühen oder Aufschmelzen einer antioxidativen Beschichtung aus Aluminium-Cermet auf die Graphitelektrode reduzieren. Neben der Antioxidationsbeschichtung werden auch Lösungsimprägnierung, Selbstheilung und Kohlenstoff-Keramik-Verbundwerkstoffe erforscht.
Die oxidationsbeständige Beschichtung muss folgende Anforderungen erfüllen:
Es hält hohen Temperaturen stand, ohne zu schmelzen, und die Zersetzungstemperatur der Beschichtung liegt über 1850 ℃.
Es weist eine gute Haftung an der Oberflächenschicht der Elektrode auf und hat einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Die Leitfähigkeit ist höher als die der Graphitelektrodenmatrix.
Es sollte eine gewisse mechanische Festigkeit aufweisen.
Es hat keine negativen Auswirkungen auf den Schmelzprozess und die Qualität des flüssigen Stahls.
Im Vergleich zu Graphitelektroden gleicher Qualität lässt sich der Elektrodenverbrauch pro Tonne flüssigen Stahls um 20–40 % und der Energieverbrauch der Stahlerzeugung um etwa 15 % senken. Dank des geringen Widerstands der Beschichtung kann zudem die Stromdichte durch die Elektrode erhöht und der Elektrodendurchmesser verringert werden.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Durchmesser der Graphitelektrode mit Oxidationsbeständigkeitsbeschichtung 300-500 mm beträgt, der spezifische Widerstand weniger als 6,5x10-6 μ Ω· m ist, die Beschichtungsdicke 0,5-1,0 mm beträgt und die Gewichtszunahme der Beschichtung 1,5-2,0 kg beträgt.
Veröffentlichungsdatum: 17. August 2021