La température de fonctionnement influe considérablement sur la consommation des électrodes en graphite dans les fours à arc électrique (FAE). Dans cette étude, la distribution de température au sein des électrodes d'un FAE en fonctionnement normal a été simulée par la méthode des éléments finis, en 2D et en 3D. L'influence du courant électrique traversant l'électrode, des effets thermiques du réfractaire de la paroi du four, de la couche de laitier, d'un revêtement protecteur à base de titane et des paramètres de procédé, tels que la pulvérisation d'eau à l'extrémité des électrodes, a été étudiée. L'effet de proximité des électrodes en graphite dans le FAE a été analysé à l'aide d'un modèle thermique 3D. Le modèle numérique a été validé par comparaison avec des mesures expérimentales de la distribution de température à la surface de l'électrode et avec les résultats publiés dans la littérature. Les résultats ont révélé un gradient de température relativement important à l'extrémité de l'électrode. Parmi les paramètres environnementaux et de procédé affectant la distribution de température de l'électrode, le coefficient de transfert thermique dans la zone de refroidissement par eau s'est avéré déterminant pour la prédiction précise du champ thermique de l'électrode. La valeur de 8500 W m−2 K−1 a été proposée pour l'électrode étudiée, sur la base de résultats numériques 3D validés. Ces résultats ont également montré l'importance de l'effet de proximité sur la distribution de température, qui ne doit pas être négligé. La société Ao Hui Carbon produit des électrodes en graphite de haute qualité.
Date de publication : 15 juin 2020