آلية استهلاك قطب الجرافيت في عملية صناعة الصلب بالفرن الكهربائي

باعتبارها مادة موصلة في صهر فرن القوس الكهربائي، فإن استهلاك أقطاب الجرافيت يتناسب مع استهلاك الطاقة الكهربائية. تستخدم صناعة الصلب الحديثة في فرن القوس الكهربائي الطاقة الكهربائية والكيميائية كمصادر للطاقة الحرارية لتحقيق أهداف أربعة تخفيضات (P، C، O، S)، وتخفيضين (الغاز، والشوائب)، وتعديلين (درجة الحرارة، والتركيب) في صناعة الصلب عملية. ينعكس أداء أقطاب الجرافيت بشكل أساسي في مدى ملاءمتها واستهلاكها بين المستخدمين، ويرتبط استهلاك الأقطاب الكهربائية ارتباطًا مباشرًا بجودتها. يتكون استهلاك أقطاب الجرافيت في صهر فرن القوس الكهربائي بشكل أساسي من الأجزاء التالية.
1. استهلاك نهاية قطب الجرافيت والسطح الدائري الخارجي داخل الفرن الكهربائي

يمكن تصنيف القوس الناتج عن أقطاب الجرافيت في أفران القوس الكهربائي إلى أقواس طويلة ومتوسطة وقصيرة، بينما يعتمد ذوبان مواد الفرن وارتفاع درجة الحرارة على قوة القوس. يتناسب طول القوس بشكل مباشر مع الجهد الثانوي ويتناسب عكسيا مع التيار الثانوي ومعدل التسخين. من أجل تقصير وقت الصهر بشكل كبير وتحسين سرعة الصهر، تم اعتماد عملية الطاقة الكيميائية العالية لنفخ الأكسجين القسري، مما يضع متطلبات أعلى على مقاومة الأكسدة ومقاومة الصدمات الحرارية لأقطاب الجرافيت. يشمل الاستهلاك النهائي لأقطاب الجرافيت في الصهر التسامي المتولد خلال قوس درجة الحرارة المرتفعة والتفاعلات الكيميائية المتولدة أثناء ملامسة الفولاذ المنصهر وخبث الفولاذ. يمثل فقدان الأكسدة لأقطاب الجرافيت حوالي 2/3 من إجمالي الاستهلاك، وهو حاصل ضرب معدل وحدة الأكسدة والمساحة ويتناسب مع الوقت. كلما زاد وقت التسخين في الصهر، زاد الاستهلاك. لذلك، من الضروري تركيب نظام رش مبرد بالماء على أقطاب أفران القوس الكهربائي. في الصهر العادي، يكون محتوى الكربون لأقطاب الجرافيت التي تدخل الفولاذ المنصهر بشكل عام حوالي 0.01%، ومن الطبيعي أن يكون لمفتاح الاستهلاك النهائي شكل غير مخروطي.
2. الاستهلاك المتبقي لأقطاب الجرافيت المتولدة أثناء الصهر

يشير الاستهلاك المتبقي إلى الاستهلاك غير الإنتاجي لأدنى قطب كهربائي في الصهر، والذي يقع في الفرن لعدة أسباب ويصبح منتج النفايات النهائي، ويخرج من عملية الإنتاج. لا يرتبط توليد المخلفات فقط بالجودة الجوهرية للمفاصل والأقطاب الكهربائية، ولكنه يرتبط أيضًا بشكل مباشر بعوامل مثل توزيع الأقمشة في الفرن، والجو داخل الفرن، وعملية نقل الطاقة. ظواهر المظهر الرئيسية هي: وجود شقوق على شكل "إنسان" وشقوق طولية أو منقسمة كبيرة في الجزء السفلي من الجسم المتبقي؛ الاتصال ليس محكمًا بدرجة كافية، مما يتسبب في أكسدة المفصل وسقوطه أو كسره أولاً؛ الاتصال ليس في مكانه أو التوافق غير جيد، مما يؤدي إلى الانفصال أو الكسر؛ ينكسر القطب في أسفل المفصل أو الثقب بسبب قوة خارجية؛ يتعرض القطب لقوة خارجية، مما يتسبب في كسر المفصل أو الثقب؛ يمكن أن يؤدي التوزيع غير السليم للمواد في الفرن إلى مساحة كبيرة من المواد المنهارة بعد المرور عبر البئر، أو يمكن أن يؤدي التشغيل غير السليم لمنحنى نقل الطاقة إلى حدوث كسر خطير في القطب الكهربائي؛ القطب نفسه ذو نوعية رديئة، وما إلى ذلك. هذا الجزء من الخسارة ليس كبيرا في الإنتاج العادي مع ضمان جودة القطب، ولكن المستخدمين المباشرين يولون أهمية كبيرة له.