Einführung moderner Stahlerzeugungsverfahren und Verbrauch von Graphitelektroden
Zu den modernen Stahlerzeugungsverfahren zählen im Wesentlichen die Konverterstahlerzeugung, die Siemens-Martin-Stahlerzeugung und die Elektrostahlerzeugung.
Der Verbrauch von Graphitelektroden bei der Stahlerzeugung im Elektroofen hängt hauptsächlich von der Qualität der Elektrode selbst sowie vom Zustand des Ofens und dem Stahlerzeugungsprozess ab.
Zu den modernen Stahlerzeugungsverfahren zählen im Wesentlichen die Konverterstahlerzeugung, die Siemens-Martin-Stahlerzeugung und die Elektrostahlerzeugung.
Das Siemens-Martin-Verfahren ist im Wesentlichen verschwunden. Der grundlegendste Unterschied zwischen der Stahlerzeugung im Elektroofen und im Konverterverfahren besteht darin, dass beim Elektroofenverfahren elektrische Energie als Wärmequelle genutzt wird, wobei das Lichtbogenofenverfahren das am weitesten verbreitete Elektroofenverfahren ist.
Was wir üblicherweise als Stahlerzeugung im Elektroofen bezeichnen, bezieht sich hauptsächlich auf die Stahlerzeugung im Elektrolichtbogenofen, da andere Arten von Elektroöfen wie Induktionsöfen, Elektroschlackeöfen usw. weniger Stahl produzieren.
Die Stahlerzeugung im Elektrolichtbogenofen (EAF) ist ein Stahlerzeugungsverfahren, bei dem elektrische Energie durch Entladung eines Lichtbogens zwischen Elektrode und Charge in Wärmeenergie umgewandelt wird. Anschließend werden Metall und Schlacke durch die direkte Einwirkung von Strahlung und Lichtbogen erhitzt und geschmolzen, um verschiedene Stahlsorten und Legierungen herzustellen.
Der Verbrauch von Graphitelektroden bei der Elektrostahlherstellung hängt hauptsächlich von der Qualität der Elektrode selbst sowie vom Zustand des Ofens (z. B. ob es sich um einen alten oder neuen Ofen handelt, ob mechanische Mängel vorliegen, ob eine kontinuierliche Produktion stattfindet usw.) und vom Betrieb des Stahlherstellungsprozesses (z. B. Stahlschmelze, Sauerstoffblaszeit, Beschickungsbedingungen usw.) ab.
Hier wird ausschließlich der Verbrauch der Graphitelektrode selbst behandelt, und sein Verbrauchsmechanismus weist folgende Aspekte auf:
1. Endverbrauch
Dazu gehören die Sublimation des Graphitmaterials aufgrund der hohen Temperatur des Lichtbogens und der Verlust der chemischen Reaktion zwischen dem elektrischen Extremteil und dem geschmolzenen Stahl und der Schlacke.
Die Sublimationsrate bei hohen Temperaturen am Ende hängt hauptsächlich von der durch die Elektrode fließenden Stromdichte ab und steht in Zusammenhang mit dem Durchmesser nach der Oxidation des seitlichen Teils der Elektrode.
2. Seitenoxidation
Die Elektrode besteht chemisch aus Kohlenstoff, der unter bestimmten Bedingungen mit Luft, Wasserdampf und Kohlendioxid oxidiert. Der Oxidationsgrad der Elektrodenoberfläche hängt von der spezifischen Oxidationsrate und der Kontaktfläche ab.
Im Allgemeinen dürfte die Oxidation der Elektrodenseite etwa 50 % des gesamten Elektrodenverbrauchs ausmachen.
Um die Schmelzgeschwindigkeit von Elektroöfen zu verbessern, wurde in den letzten Jahren die Häufigkeit der Sauerstoffblasvorgänge erhöht, was zu einer Erhöhung der Elektrodenoxidationsverluste führt.
Die Rötung des Elektrodenkörpers und die Verjüngung des unteren Endes sind häufige Begleiterscheinungen der Stahlherstellung.
3. Stumpfverlust
Bei kontinuierlicher Nutzung der Elektrode zur Verbindung der oberen und unteren Elektrode kann es durch Oxidation oder Rissbildung zu einem Abbruch eines kleinen Teils der Elektrode oder der Verbindungsstelle (d. h. des Restkörpers) kommen.
Die Größe des Restverlustes hängt von der Form der Gelenkverformung, der inneren Struktur der Elektrode sowie von Vibrationen und Stößen der Elektrodensäule ab.
4. Abblättern und Abplatzen der Oberfläche
Beim Schmelzprozess ist die Temperaturwechselbeständigkeit der Elektrode selbst gering.
5. Elektrodenbrüche
Elektrodenstammbruch und Gelenkbruch einschließen.
Der Elektrodenbruch hängt von der Qualität und Verarbeitung der Graphitelektrode und der Verbindung sowie vom Stahlherstellungsprozess ab.
Veröffentlichungsdatum: 23. Juni 2020