Prinsip kerja elektroda grafit ultra-dhuwur (UHP) utamane adhedhasar fenomena discharge busur. Mupangat konduktivitas listrik sing luar biasa, tahan suhu dhuwur, lan sifat mekanik, elektroda iki ngidini konversi energi listrik sing efisien dadi energi termal ing lingkungan peleburan suhu dhuwur, saéngga nyopir proses metalurgi. Ing ngisor iki ana analisis rinci babagan mekanisme operasional inti:
1. Busur Discharge lan Konversi Energi Listrik-menyang-Thermal
1.1 Mekanisme Formasi Arc
Nalika elektroda grafit UHP digabungake menyang peralatan peleburan (contone, tungku busur listrik), padha dadi media konduktif. Discharge voltase dhuwur ngasilake busur listrik ing antarane ujung elektroda lan muatan tungku (contone, baja kethokan, bijih wesi). Busur iki kasusun saka saluran plasma konduktif kawangun dening ionisasi gas, karo suhu ngluwihi 3000 ° C-tebih ngluwihi temperatur pembakaran conventional.
1.2 Transmisi Energi Irit
Panas kuat sing diasilake dening busur langsung nyawiji muatan tungku. Konduktivitas listrik sing unggul saka elektroda (kanthi resistivitas nganti 6-8 μΩ·m) njamin mundhut energi minimal sajrone transmisi, ngoptimalake panggunaan daya. Ing tungku busur listrik (EAF), umpamane, elektroda UHP bisa nyuda siklus peleburan luwih saka 30%, kanthi signifikan ningkatake produktivitas.
2. Sifat Material lan Jaminan Kinerja
2.1 Stabilitas Struktural Suhu Dhuwur
Ketahanan suhu dhuwur elektroda kasebut asale saka struktur kristale: atom karbon berlapis mbentuk jaringan ikatan kovalen liwat hibridisasi sp², kanthi interlayer ngiket liwat gaya van der Waals. Struktur iki nahan kekuatan mekanik ing 3000 ° C lan menehi resistensi kejut termal sing luar biasa (nahan fluktuasi suhu nganti 500 ° C / min), ngluwihi elektroda metalik.
2.2 Resistance kanggo Expansion Thermal lan Creep
Elektroda UHP nuduhake koefisien ekspansi termal sing kurang (1.2 × 10⁻⁶ / ° C), nyuda owah-owahan dimensi ing suhu sing luwih dhuwur lan nyegah pembentukan retak amarga stres termal. Ketahanan creep (kemampuan kanggo nolak deformasi plastik ing suhu dhuwur) dioptimalake liwat pilihan bahan mentah jarum coke lan proses grafitisasi sing maju, njamin stabilitas dimensi sajrone operasi beban dhuwur sing dawa.
2.3 Oksidasi lan Tahan Korosi
Kanthi nggabungake antioksidan (contone, borides, silicides) lan aplikasi lapisan permukaan, suhu wiwitan oksidasi elektroda munggah ing ndhuwur 800°C. Inertness kimia marang slag molten sajrone peleburan nyuda konsumsi elektroda sing berlebihan, ndawakake umur layanan nganti 2-3 kaping elektroda konvensional.
3. Kompatibilitas Proses lan Optimasi Sistem
3.1 Kapadhetan saiki lan Kapasitas Daya
Elektroda UHP ndhukung Kapadhetan saiki ngluwihi 50 A/cm². Nalika dipasangake karo trafo berkapasitas dhuwur (contone, 100 MVA), padha ngaktifake input daya siji-furnace ngluwihi 100 MW. Desain iki nyepetake tingkat input termal sajrone peleburan-contone, nyuda konsumsi energi saben ton silikon ing produksi ferrosilicon nganti ngisor 8000 kWh.
3.2 Response Dinamis lan Kontrol Proses
Sistem peleburan modern nggunakake Regulator Elektroda Cerdas (SER) kanggo terus-terusan ngawasi posisi elektroda, fluktuasi arus, lan dawa busur, njaga tingkat konsumsi elektroda ing baja 1.5–2.0 kg/t. Digabungake karo pemantauan atmosfer tungku (contone, rasio CO/CO₂), iki ngoptimalake efisiensi kopling muatan elektroda.
3.3 Sinergi Sistem lan Peningkatan Efisiensi Energi
Nyebarake elektroda UHP mbutuhake prasarana pendukung, kalebu sistem pasokan listrik voltase dhuwur (contone, sambungan langsung 110 kV), kabel sing digawe adhem banyu, lan unit koleksi bledug sing efisien. Teknologi pamulihan panas sampah (contone, kogenerasi mati-gas saka tungku busur listrik) ningkatake efisiensi energi sakabèhé nganti luwih saka 60%, saéngga bisa nggunakake energi sing terus-terusan.
Terjemahan iki njaga tliti teknis nalika netepi konvensi terminologi akademik/industri, njamin kejelasan kanggo pamirsa khusus.
Wektu kirim: Mei-06-2025