Itin didelės galios grafito elektrodų gamybos procesas turi atitikti griežtus didelio srovės tankio, didelio terminio įtempio ir griežtų fizikinių bei cheminių savybių reikalavimus. Pagrindiniai specialieji reikalavimai atsispindi penkiuose pagrindiniuose etapuose: žaliavų parinkimas, liejimo technologija, impregnavimo procesai, grafitizacijos apdorojimas ir tikslusis apdirbimas, kaip išsamiai aprašyta toliau:
I. Žaliavos parinkimas: didelio grynumo ir specializuotos struktūros balansavimas
Pirminių žaliavų reikalavimai
Dėl didelio grafitizacijos laipsnio ir mažo šiluminio plėtimosi koeficiento (α₀-₀: 0,5–1,2×10⁻⁶/℃) adatinis koksas yra pagrindinė žaliava, todėl atitinka griežtus itin didelės galios elektrodų šiluminio stabilumo reikalavimus. Adatinio kokso kiekis yra gerokai didesnis nei įprastuose galios elektroduose ir sudaro daugiau nei 60 % itin didelės galios elektroduose, o įprastuose galios elektroduose daugiausia naudojamas naftos koksas.
Pagalbinių medžiagų optimizavimas
Aukštoje temperatūroje modifikuotas pikis naudojamas kaip rišiklis dėl didelio anglies likučių išeigos ir mažo lakiųjų medžiagų kiekio, pagerindamas elektrodo tūrinį tankį (≥1,68 g/cm³) ir mechaninį stiprumą (lenkimo stipris ≥10,5 MPa). Be to, pridedama metalurginio kokso, kad būtų sureguliuotas dalelių dydžio pasiskirstymas, optimizuotas laidumas ir atsparumas terminiam smūgiui.
II. Liejimo technologija: antrinis liejimas įveikia dydžio apribojimus
Vibracijos ekstruzijos kompozitinis liejimas
Tradiciniai procesai remiasi dideliais ekstruderiais didelio skersmens elektrodams, o itin didelės galios elektrodams naudojamas antrinis liejimo metodas:
- Pirminis liejimas: nevienodo žingsnio spiralinis ištisinis ekstruderis naudojamas iš anksto supresuoti sumaišytą medžiagą į žalius kompaktiškus gabalėlius.
- Antrinis liejimas: vibracinio liejimo technologija dar labiau pašalina vidinius žaliųjų kompaktinių plokštelių defektus, pagerindama tankio vienodumą.
Šis metodas leidžia gaminti didelio skersmens elektrodus (pvz., iki 1330 mm) naudojant mažesnę įrangą, įveikiant tradicinius proceso apribojimus.
Pažangios ekstruzijos įrangos taikymas
60 MN grafito elektrodų ekstruderis su išmaniąja ilgio nustatymo, sinchroninio kirpimo ir transportavimo sistemomis 55 % pagerina ilgio nustatymo tikslumą, palyginti su tradiciniais procesais, todėl galima visiškai automatizuoti nepertraukiamą gamybą ir žymiai padidinti efektyvumą bei produkto nuoseklumą.
III. Impregnavimo procesas: aukšto slėgio impregnavimas padidina tankį ir stiprumą
Keli impregnavimo-kepimo ciklai
Itin didelės galios elektrodams reikalingi 2–3 aukšto slėgio impregnavimo ciklai, naudojant vidutinės temperatūros modifikuotą pikį kaip impregnavimo priemonę, o svorio prieaugis kontroliuojamas 15–18 %. Po kiekvieno impregnavimo atliekamas antrinis kaitinimas (1 200–1 250 ℃), kad būtų užpildytos poros ir pasiektas galutinis tūrinis tankis, viršijantis 1,72 g/cm³, o gniuždymo stipris – ≥26,8 MPa.
Specializuotas jungčių ruošinių apdorojimas
Jungčių sekcijos impregnuojamos aukštu slėgiu (≥2 MPa) ir daugkartiniu kepimo ciklu, siekiant užtikrinti ≤0,15 mΩ kontaktinę varžą ir atitikti didelės srovės perdavimo reikalavimus.
IV. Grafitizacijos apdorojimas: itin aukštos temperatūros konversija ir energijos vartojimo efektyvumo optimizavimas
Achesono krosnies itin aukštos temperatūros apdorojimas
Kad anglies atomai iš dvimatės netvarkingos struktūros būtų transformuoti į trimatę tvarkingą grafito struktūrą, grafitizacijos temperatūra turi siekti ≥2800 ℃, taip pasiekiant mažą varžą (≤6,5 μΩ·m) ir didelį šilumos laidumą. Pavyzdžiui, viena įmonė sutrumpino grafitizacijos ciklą iki penkių mėnesių ir sumažino energijos suvartojimą, optimizuodama izoliacinių medžiagų formules.
Integruotos energijos taupymo technologijos
Kintamo dažnio energiją taupančios technologijos ir dinaminiai energijos vartojimo efektyvumo modeliai leidžia realiuoju laiku stebėti įrangos apkrovas ir automatiškai perjungti darbo režimus, taip sumažinant siurblių grupės energijos suvartojimą 30 % ir žymiai sumažinant eksploatavimo išlaidas.
V. Tikslus apdirbimas: didelio tikslumo valdymas užtikrina našų veikimą
Mechaninio apdirbimo tikslumo reikalavimai
Elektrodo skersmens tolerancijos yra ±1,5 %, bendro ilgio tolerancijos yra ±0,5 %, o jungties sriegio tikslumas siekia 4H/4h klasę. Didelio tikslumo geometrinis valdymas pasiekiamas naudojant CNC apdirbimą ir internetines aptikimo sistemas, kurios apsaugo nuo srovės svyravimų, kuriuos sukelia elektrodo ekscentricitetas elektros lanko krosnies veikimo metu.
Paviršiaus kokybės optimizavimas
Beatliekė ekstruzijos technologija sumažina apdirbimo užlaidas, pagerindama žaliavų panaudojimą. Išlenktos purkštukų konstrukcijos optimizuoja laidumą, padidindamos produkto išeigą 3 % ir pagerindamos elektrinį pralaidumą 8 %.
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 21 d.