Kako evropski proizvođači čelika mogu odabrati odgovarajuće veličine grafitnih elektroda za različite radne uvjete EAF-a?

Uvod

Veličina grafitne elektrode je kritična specifikacija za proizvodnju čelika u električnim lučnim pećima jer promjer elektrode utječe na gustinu struje, električni otpor, mehaničko opterećenje i način na koji se električna energija prenosi u peć.

Za europske proizvođače čelika, odabir veličine elektrode bi stoga trebao ići dalje od usklađivanja prečnika elektrode s kapacitetom peći.

Praktični proces odabira treba uzeti u obzir:

Transformator peći i nivo snage

Radna struja

Prečnik elektrode

Gustoća struje

Kvaliteta grafitnih elektroda

Dizajn peći

Praksa otpada i punjenja

Upotreba kiseonika i gorionika

Praksa šljake

Tap-to-tap time

Istorija potrošnje elektroda

Termički i mehanički uslovi rada

Konfiguracija bradavica i zglobova

GrafTech navodi da izbor elektroda može zavisiti od faktora uključujući dizajn peći, nivo snage i program ulazne snage, tipove otpada i praksu punjenja, upotrebu kiseonika i gorionika, kvalitet čelika, vreme od slavine do slavine, ciljeve potrošnje elektroda i prstenove za prskanje vode.

Cilj nije jednostavno odabrati najveću dostupnu elektrodu. Cilj je identifikovati prečnik i specifikaciju elektrode koji su kompatibilni sa električnim i radnim uslovima peći.

Zašto je prečnik grafitne elektrode bitan u EAF-u

Promjer određuje površinu poprečnog presjeka koja je dostupna za provođenje struje.

Pojednostavljeni odnos je:

A = πD² / 4

gdje:

A= površina poprečnog presjeka elektrode

D= prečnik elektrode

Gustina struje se tada može izraziti kao:

J = I / A

gdje:

J= gustina struje

I= radna struja

A= površina poprečnog presjeka elektrode

Budući da se površina poprečnog presjeka povećava s kvadratom promjera, povećanje promjera elektrode može značajno smanjiti gustinu struje pri istoj radnoj struji.

Ovo je jedan od razloga zašto treba procijeniti prečnik zajedno sa električnim radnim uslovima peći.

Međutim, ova jednadžba je samo početna tačka. Stvarni odabir elektroda također uključuje električnu otpornost, termičku izloženost, mehanička opterećenja, uslove oksidacije, performanse spojeva i praksu peći.

Nemojte birati prečnik elektrode samo iz kapaciteta peći

Uobičajena prečica za nabavku je povezivanje veće peći sa većom elektrodom.

Kapacitet peći je relevantan, ali ne određuje samostalno tačan promjer elektrode.

Dva EAF-a sa sličnim nazivnim kapacitetom proizvodnje čelika mogu raditi u različitim uvjetima zbog razlika u:

Ocjena transformatora

Radna struja

Strategija unosa energije

Geometrija peći

AC ili DC konfiguracija

Scrap mix

DRI ili HBI proporcija

Ubrizgavanje kiseonika

Praksa plamenika

Vježbanje pjenaste šljake

Tap-to-tap time

Izlaganje elektrodama

Rashladni aranžman

GrafTech-ov objavljeni vodič za odabir elektroda posebno navodi dizajn peći i nivo snage među faktorima koje treba procijeniti pri odabiru elektroda.

Za nabavku, to značiTonaža peći treba se tretirati kao pozadinska informacija, a ne kao jedini kriterij veličine.

Počnite s radnom strujom

Radna struja je jedan od najkorisnijih ulaza za procjenu promjera elektrode.

Za pojednostavljenu cilindričnu elektrodu:

J = 4I / πD²

Ovo omogućava kupcu da ispita kako različiti promjeri mijenjaju gustinu struje pod istom radnom strujom.

Na primjer, ako radna struja ostane konstantna, prelazak sa manjeg prečnika na veći prečnik povećava provodnu površinu i smanjuje izračunatu gustinu struje.

Ovo ne uspostavlja univerzalno prihvatljivo ograničenje gustine struje. Odgovarajući radni opseg zavisi od klase elektrode, dizajna peći, električnog sistema i tehničkih preporuka dobavljača.

Stoga bi evropski kupci trebali zatražiti od dobavljača preporučenu radnu struju ili gustinu struje za predloženu veličinu elektrode umjesto da se oslanjaju na generičku dijagram promjera.

Uskladite prečnik sa snagom peći i električnom konfiguracijom

Transformator peći i program za unos snage pružaju važan kontekst za dimenzioniranje elektroda.

EAF velike snage može nametnuti veće električne i toplinske zahtjeve sistemu elektroda. GrafTech opisuje svoju vrhunsku AGX elektrodu kao namjenjenu za peći velike snage, ultra-velike i jednosmjerne struje na izmjeničnu struju koje rade u teškim električnim ili mehaničkim uvjetima, dok je njena LFX klasa pozicionirana za peći s lopaticom i aplikacije za topljenje manje snage.

Za kupca EAF-a, ovo pojačava važan princip:

Prečnik elektrode i razred elektrode treba odabrati kao kombinovanu specifikaciju.

Veliki prečnik sa neodgovarajućom klasom možda neće obezbediti predviđene radne performanse, dok tehnički prikladna klasa u neodgovarajućem prečniku može stvoriti drugačiji skup električnih i mehaničkih ograničenja.

Zajedno procijenite prečnik elektrode i otpornost

Prečnik elektrode takođe treba uzeti u obzir sa električnom otpornošću.

Za elektrodu:

R = ρL / A

gdje:

R= električni otpor

ρ= električna otpornost

L= dužina elektrode

A= površina poprečnog presjeka

Ovaj odnos pokazuje zašto prečnik utiče na otpor kolone elektrode.

Za kupce koji upoređuju različite veličine elektroda, tri varijable moraju biti odvojene:

Otpornost materijala

Prečnik elektrode

Dužina elektrode

Veći prečnik povećava provodnu površinu, dok duža elektroda povećava dužinu električnog puta.

Kupac bi stoga trebao izbjegavati upoređivanje dvije elektrode samo prema njihovoj nominalnoj otpornosti bez uzimanja u obzir stvarne geometrije.

Kako evropski mlinovi treba da procene različite uslove poslovanja?

Različiti radni uslovi EAF-a mogu dovesti do različitih prioriteta veličine elektroda.

Visokostrujni EAF rad

Kada peć radi sa visokom električnom strujom, gustina struje postaje glavno razmatranje veličine.

Kupac treba da pregleda:

Radna struja

Prečnik elektrode

Gustoća struje

Ocjena

Električna otpornost

Čvrstoća na savijanje

CTE

Specifikacija bradavice

Elektrode većeg prečnika mogu da obezbede veću površinu poprečnog preseka, ali konačni izbor treba da bude validiran u odnosu na električnu konfiguraciju peći i tehničke preporuke dobavljača elektroda.

Rad velike snage ili visoke produktivnosti

Rad velike snage može izložiti elektrode zahtjevnim električnim, termičkim i mehaničkim uvjetima.

GrafTech identifikuje nivo snage i program unosa snage, snagu i oksidaciju elektroda, dizajn peći, ciljeve produktivnosti i vreme od slavine do slavine među faktorima relevantnim za izbor elektroda.

U ovoj situaciji, kupac ne bi trebao samostalno procjenjivati ​​promjer.

Specifikaciju treba pregledati kao:

Ulazna snaga → Radna struja → Prečnik elektrode → Gustina struje → Klasa → Termička/mehanička svojstva

Intenzivni rad kiseonika ili gorionika

Korištenje kisika i plamenika može utjecati na toplinsko i oksidacijsko okruženje oko elektrode.

Za ovu vrstu EAF operacije, prečnik treba uzeti u obzir zajedno sa:

Otpornost elektroda na oksidaciju

Snaga elektrode

Termička izloženost

Uslovi prskanja vode

Uslovi loživog gasa

Pozicioniranje elektrode

GrafTech posebno identifikuje upotrebu gorionika i kiseonika, snagu elektrode i oksidaciju i prstenove za prskanje vode kao operativne faktore za izbor elektroda.

To znači da jednostavno povećanje prečnika elektrode nije zamena za procenu oksidacije i termičkih uslova peći.

Agresivno punjenje otpada

Vrsta otpada i praksa punjenja mogu uticati na mehaničko okruženje oko elektroda.

Teški otpad ili nepovoljni uslovi punjenja mogu povećati rizik od mehaničkog udara ili abnormalnog opterećenja elektroda.

Kupac bi stoga trebao pregledati:

Čvrstoća elektrode na savijanje

Prečnik

Dužina

Zajednička konfiguracija

Praksa punjenja peći

Pozicioniranje elektrode

Istorija kvarova

GrafTech uključuje tipove otpada i praksu punjenja među faktore koji se koriste za procjenu odgovarajućeg rješenja elektrode.

Kratka operacija dodirom na dodir

Kada ciljevi produktivnosti zahtijevaju kratko vrijeme od tap-to-tap, specifikaciju elektrode treba procijeniti u odnosu na kompletan profil snage i topline.

Relevantno pitanje nije jednostavno može li veća elektroda nositi veću struju.

Kupac treba da ispita:

Struja + ulazna snaga + prečnik elektrode + termički uslovi + oksidacija + mehaničko opterećenje + radni ciklus

Vrijeme od tap-to-tap je specifično identificirano kao faktor odabira elektroda u tehničkim smjernicama GrafTech-a.

Kada bi kupci trebali razmotriti grafitne elektrode većeg promjera?

Elektrode većeg prečnika mogu postati relevantne kada električni zahtevi peći zahtevaju veću površinu poprečnog preseka provodljivosti.

Evaluacija treba uzeti u obzir:

Veća radna struja

Veća ulazna snaga

Potrebna gustina struje

Geometrija peći

Raspored elektrode

Mehanički zahtjevi

Dostupne klase elektroda

Konfiguracija bradavice

Javno dostupne informacije proizvođača pokazuju da su elektrode velikog promjera komercijalno dostupne daleko iznad konvencionalnih srednjih veličina. GrafTech navodi da se njihov portfelj elektroda proteže do prečnika 750 mm, sa elektrodom velike veličine od 800 mm koja je predstavljena kako bi opsluživala segment tržišta UHP.

Ovo pokazuje dostupnost opcija velikog prečnika, ali jesteneznači da je najveći dostupni prečnik prikladan za svaki EAF.

Kada manji prečnik elektrode može biti prikladan?

Manji prečnik može biti prikladan kada električni zahtevi, geometrija i radna struja peći ne zahtevaju veću provodnu površinu.

Potencijalna razmatranja uključuju:

Niža radna struja

Manja ulazna snaga

Manja geometrija peći

Različite konfiguracije transformatora

Zahtjev za nižu gustinu struje

Prostorna ili mehanička ograničenja

Postojeći dizajn elektroda-kolona

Odluka bi trebala biti zasnovana na stvarnim električnim i mehaničkim zahtjevima peći, a ne na jednostavnom minimiziranju promjera elektrode.

Prečnik, dužina i dizajn kolone elektrode

Prečnik je samo jednodimenzionalna specifikacija.

Kupac takođe treba da definiše dužinu elektrode jer se kolona elektrode sastavlja od pojedinačnih delova spojenih bradavicama.

Dužina utiče na:

Dužina električne putanje

Rukovanje elektroda-kolona

Broj spojeva tokom rada

Pozicioniranje peći

Učestalost zamjene

Zahtjevi za skladištenje i transport

Pojednostavljeni električni odnos pokazuje da otpor raste s dužinom elektrode:

R = ρL/A

Stoga, prečnik i dužinu treba procenjivati ​​zajedno, a ne tretirati kao nezavisna polja kupovine.

Veličina bradavice mora odgovarati prečniku elektrode

Specifikacija grafitne elektrode je nepotpuna bez konfiguracije veze.

Bradavica povezuje susjedne elektrode i prenosi električnu struju i mehaničko opterećenje.

Za nabavku, kupac treba da navede:

Prečnik bradavice

Dužina bradavice

Konfiguracija niti

Geometrija zgloba

Specifikacija materijala za bradavice

Tolerancije obrade

Zahtjevi za zajedničku inspekciju

Priključna igla je sastavni dio elektrode. GrafTech navodi da proizvodi odgovarajuće veličine priključnih pinova za svoj portfelj elektroda.

Stoga bi kupci trebali izbjegavati procjenu promjera elektrode nezavisno od sistema bradavica i zglobova.

Odabir UHP, HP i RP trebao bi slijediti radne zahtjeve

Prečnik elektrode ne treba da se odvaja od izbora stepena.

UHP grafitne elektrode

UHP elektrode se obično povezuju sa zahtjevnim EAF aplikacijama koje zahtijevaju visoke električne i termalne performanse.

GrafTech napominje da se tržište EAF sve više fokusira na UHP elektrode, navodeći njihovu nisku električnu otpornost i izdržljivost u zahtjevnim EAF aplikacijama.

Za evropski EAF koji radi na velikoj snazi, UHP stoga može biti jedna od procijenjenih ocjena, ali konačna ocjena treba i dalje biti usklađena sa stvarnim uvjetima peći.

HP grafitne elektrode

HP elektrode se mogu procijeniti tamo gdje električni i toplinski zahtjevi peći ne zahtijevaju isti okvir specifikacije kao UHP aplikacija.

Kupac treba da uporedi HP sa stvarnom radnom strujom, gustinom struje, otporom, mehaničkim svojstvima i istorijom potrošnje.

RP grafitne elektrode

RP elektrode treba procijeniti u odnosu na električne i toplinske zahtjeve peći, a ne odabrati jednostavno zbog niže početne specifikacije ili cijene.

Ispravna ocjena ovisi o radnom okruženju i potrebnim svojstvima elektrode.

Praktična matrica za odabir veličine elektrode

Umjesto stvaranja univerzalnog dijagrama prečnika do tonaže peći, evropski kupci mogu koristiti sljedeći okvir za odlučivanje:

Ovaj okvir je korisniji za nabavku od dodjeljivanja jednog promjera elektrode u kategoriju tonaže peći.

Kako bi kupci trebali uporediti dvije veličine elektroda?

Pretpostavimo da čeličana razmatra dva promjera.

Poređenje treba da prati nekoliko koraka.

Korak 1: Izračunajte površinu poprečnog presjeka

Koristite:

A = πD²/4

Ovo utvrđuje provodnu površinu svakog prečnika kandidata.

Korak 2: Izračunajte približnu gustoću struje

Koristite:

J = I/A

koristeći stvarnu radnu struju.

Korak 3: Pregledajte preporučeni radni opseg dobavljača

Dobavljač treba da potvrdi da li su predložena veličina i klasa elektrode odgovarajući za radnu struju i konfiguraciju peći.

Korak 4: Uporedite električna svojstva

provjerite:

Električna otpornost

Ocjena

Prečnik

Otpornost bradavice gdje je dostupna

Korak 5: Uporedite mehanička i termička svojstva

provjerite:

Nasipna gustina

Čvrstoća na savijanje

CTE

Ash

Relevantna razmatranja o termičkom šoku

Korak 6: Pregledajte stvarne performanse peći

Gdje su historijski podaci dostupni, uporedite:

Potrošnja elektroda

Frekvencija loma

Otkazivanje bradavica

Potrošnja vezana za oksidaciju

Tap-to-tap time

Radna struja

Ulazna snaga

Korak 7: Provjera COA podataka na nivou serije

Odabrana specifikacija treba da se može pratiti do stvarnih proizvodnih serija.

Kontrolna lista specifikacija kupca

Evropski proizvođači čelika trebali bi dati sljedeće informacije kada traže preporuku za veličinu grafitne elektrode:

Informacije o peći

EAF ili DC EAF konfiguracija

Kapacitet peći

Ocjena transformatora

Radna struja

Ulazna snaga

Konfiguracija faze elektrode

Geometrija peći

Zahtjevi za elektrode

Razred: RP, HP ili UHP

Prečnik elektrode

Dužina elektrode

Prečnik bradavice

Dužina bradavice

Konfiguracija niti

Električna otpornost

Nasipna gustina

Čvrstoća na savijanje

CTE

Sadržaj pepela

Uslovi rada

Vrsta otpada

DRI/HBI proporcija gdje je primjenjivo

Upotreba kiseonika

Upotreba plamenika

Praksa šljake

Uslovi prskanja vode

Tap-to-tap time

Prethodna potrošnja elektroda

Istorijski lom elektrode

Kvalitetna dokumentacija

Tehnički list

COA

Broj serije

Metoda ispitivanja

Dimenzionalni pregled

Pregled bradavica

Informacije o sljedivosti

Verifikacija dobavljača: Šta treba da pokaže COA?

COA bi trebao omogućiti kupcu da poveže prijavljene tehničke vrijednosti sa stvarnim isporučenim proizvodom.

U najmanju ruku, kupac treba provjeriti:

Kupac treba da razlikuje aCOA prijavljena vrijednost, a specifikacija dobavljača, i antipična vrijednost za industriju. Oni nisu zamjenjivi.

Praktičan redoslijed odabira za evropske kupce EAF-a

Praktičan proces kupovine može se sažeti na sljedeći način:

1. Definirajte peć

Identifikujte EAF konfiguraciju, nazivnu snagu transformatora, kapacitet peći i način rada.

2. Definirajte električne zahtjeve

Zabilježite radnu struju i ulaznu snagu.

3. Procijenite promjer

Izračunajte površinu poprečnog presjeka i gustinu struje za prečnike kandidata.

4. Odaberite ocjenu

Uporedite RP, HP i UHP sa električnim, termičkim i mehaničkim zahtevima.

5. Procijenite dužinu i konfiguraciju spoja

Potvrdite dužinu elektrode, dimenzije bradavice i konfiguraciju navoja.

6. Pregledajte svojstva materijala

Provjerite otpornost, gustinu, snagu, CTE i pepeo prema dogovorenoj specifikaciji.

7. Pregledajte uslove rada

Uključuje punjenje otpada, kiseonik, gorionike, praksu šljake, hlađenje i vrijeme od slavine do slavine.

8. Provjerite COA

Potvrdite da podaci na nivou serije odgovaraju naručenom razredu i dimenzijama.

9. Uporedite sa istorijskim performansama peći

Gdje je dostupno, koristite evidenciju o potrošnji, lomovima i kvarovima spojeva da potvrdite odabranu specifikaciju.

FAQ

Kako prečnik elektrode utiče na gustinu struje EAF-a?

Pri datoj radnoj struji, veći promjer elektrode osigurava veću površinu poprečnog presjeka i stoga nižu izračunatu gustinu struje. Odnos je J=I/A.

Trebaju li europske čeličane odabrati promjer grafitne elektrode na osnovu kapaciteta peći?

Kapacitet peći je relevantan, ali se ne bi trebao koristiti sam. Takođe treba uzeti u obzir nazivnu snagu transformatora, radnu struju, ulaznu snagu, dizajn peći, praksu otpada i druge radne uslove.

Da li veća grafitna elektroda uvijek daje bolje EAF performanse?

Nije nužno. Odgovarajući promjer ovisi o električnim i mehaničkim zahtjevima peći. Nepotrebno velika elektroda možda neće pružiti odgovarajuće rješenje za određenu konfiguraciju peći.

Kako treba koristiti radnu struju pri odabiru promjera elektrode?

Radna struja se može kombinovati sa površinom poprečnog preseka elektrode za izračunavanje gustine struje. Rezultat se zatim treba provjeriti u odnosu na tehničke preporuke dobavljača za odabranu vrstu i primjenu peći.

Treba li zajedno odabrati razred elektrode i promjer?

Da. UHP, HP i RP elektrode imaju različite okvire specifikacija, a odgovarajuća klasa treba da se proceni zajedno sa prečnikom, gustinom struje, otpornošću i uslovima rada peći.

Zašto je konfiguracija bradavice važna pri odabiru veličine elektrode?

Bradavica čini vezu između elektrodnih sekcija i nosi električnu struju i mehanička opterećenja. Zbog toga njegov prečnik, dimenzije, konfiguracija navoja i svojstva materijala moraju odgovarati sistemu elektroda.

Mogu li evropski kupci EAF-a koristiti univerzalni dijagram promjera elektroda?

Generički dijagram može pružiti preliminarnu referencu, ali ne bi trebao zamijeniti inženjersku procjenu specifične za peć. Stvarna struja, snaga transformatora, dizajn peći i radna praksa mogu se značajno razlikovati između postrojenja.

Koje informacije kupac treba poslati dobavljaču grafitnih elektroda?

Najkorisnije informacije uključuju konfiguraciju peći, kapacitet, nazivnu snagu transformatora, radnu struju, ulaznu snagu, razred elektrode, postojeći prečnik i dužinu, specifikaciju nipela, radne uslove i istorijske podatke o potrošnji ili lomljenju elektroda.

Upit i zahtjev za tehničkom specifikacijom

Evropski proizvođači EAF čelika koji procjenjuju veličine grafitnih elektroda mogu poslati sljedeće informacije na tehnički pregled:

EAF konfiguracija

Kapacitet peći

Ocjena transformatora

Radna struja

Ulazna snaga

Trenutni prečnik grafitne elektrode

Potrebna dužina elektrode

Trenutna grafitna elektroda

Konfiguracija bradavice

Potrošnja elektroda

Istorija loma ili kvara zgloba

Praksa otpada i punjenja

Upotreba kiseonika i gorionika

Potreban COA i tehničke specifikacije

Tehnički kontakt

WhatsApp: +86 15518824805
Email:inquiry@zaferroalloy.com

Pošaljite upit odmah