Как могат европейските производители на стомана да изберат подходящи размери на графитни електроди за различни работни условия на EAF?

Въведение

Размерът на графитния електрод е критична спецификация за производството на стомана в електродъгова пещ, тъй като диаметърът на електрода влияе върху плътността на тока, електрическото съпротивление, механичното натоварване и начина, по който електрическата енергия се прехвърля в пещта.

Следователно за европейските производители на стомана изборът на размер на електрода трябва да надхвърля съответствието на диаметъра на електрода с капацитета на пещта.

Практическият процес на подбор трябва да вземе предвид:

Трансформатор на пещта и ниво на мощност

Работен ток

Диаметър на електрода

Плътност на тока

Степен на графитен електрод

Дизайн на пещ

Практика за скрап и зареждане

Използване на кислород и горелка

Шлак практика

Време за докосване

История на консумацията на електроди

Термични и механични условия на работа

Конфигурация на зърното и ставата

GrafTech заявява, че изборът на електрод може да зависи от фактори, включително дизайн на пещта, ниво на мощност и програма за входяща мощност, типове скрап и практика на зареждане, използване на кислород и горелка, клас стомана, време от кран до кран, цели за консумация на електрод и пръстени за пръскане на вода.

Целта не е просто да изберете най-големия наличен електрод. Целта е да се идентифицира диаметър и спецификация на електрода, които са съвместими с електрическите и работните условия на пещта.

Защо диаметърът на графитния електрод има значение в EAF

Диаметърът определя площта на напречното сечение, достъпна за провеждане на ток.

Опростената връзка е:

A = πD² / 4

където:

A= площ на напречното сечение на електрода

D= диаметър на електрода

Тогава плътността на тока може да се изрази като:

J = I / A

където:

J= плътност на тока

I= работен ток

A= площ на напречното сечение на електрода

Тъй като площта на напречното сечение се увеличава с квадрата на диаметъра, увеличаването на диаметъра на електрода може значително да намали плътността на тока при същия работен ток.

Това е една от причините диаметърът да се оценява заедно с електрическите условия на работа на пещта.

Това уравнение обаче е само отправна точка. Действителният избор на електрод също така включва електрическо съпротивление, термично излагане, механични натоварвания, условия на окисляване, работа на съединението и практика в пещта.

Не избирайте диаметър на електрода само от капацитета на пещта

Често срещан пряк път за доставка е да се свърже по-голяма пещ с по-голям електрод.

Капацитетът на пещта е от значение, но той не определя самостоятелно правилния диаметър на електрода.

Две EAF с подобен номинален капацитет за производство на стомана могат да работят при различни условия поради разликите в:

Рейтинг на трансформатора

Работен ток

Стратегия за входяща мощност

Геометрия на пещта

AC или DC конфигурация

Скрап микс

Пропорция DRI или HBI

Инжектиране на кислород

Гореща практика

Практика с пенлива шлака

Време за докосване

Излагане на електроди

Устройство за охлаждане

Публикуваните насоки за избор на електроди от GrafTech конкретно изброяват дизайна на пещта и нивото на мощност сред факторите, които трябва да бъдат оценени при избора на електроди.

За обществени поръчки това означаватонажът на пещта трябва да се разглежда като основна информация, а не като единствен критерий за оразмеряване.

Започнете с работен ток

Работният ток е един от най-полезните входни данни при оценка на диаметъра на електрода.

За опростен цилиндричен електрод:

J = 4I / πD²

Това позволява на купувача да провери как различните диаметри променят плътността на тока при един и същ работен ток.

Например, ако работният ток остане постоянен, преминаването от по-малък диаметър към по-голям диаметър увеличава проводящата площ и намалява изчислената плътност на тока.

Това не установява универсално приемливо ограничение на плътността на тока. Подходящият работен диапазон зависи от класа на електрода, дизайна на пещта, електрическата система и техническите препоръки на доставчика.

Следователно европейските купувачи трябва да поискат препоръчаната от доставчика база за работен ток или плътност на тока за предложения размер на електрода, вместо да разчитат на обща диаграма на диаметъра.

Съвпадение на диаметъра с мощността на пещта и електрическата конфигурация

Трансформаторът на пещта и програмата за захранване осигуряват важен контекст за оразмеряване на електродите.

EAF с висока мощност може да наложи по-големи електрически и термични изисквания към електродната система. GrafTech описва своя първокласен електрод AGX като предназначен за пещи с променлив ток с висока мощност, свръхвисока мощност и постоянен ток, работещи при тежки електрически или механични условия, докато неговият клас LFX е позициониран за пещи с кофа и приложения за топене с по-ниска мощност.

За купувач на EAF това засилва важен принцип:

Диаметърът на електрода и класът на електрода трябва да бъдат избрани като комбинирана спецификация.

Голям диаметър с неподходяща степен може да не осигури предвидената оперативна производителност, докато технически подходяща степен с неподходящ диаметър може да създаде различен набор от електрически и механични ограничения.

Оценете заедно диаметъра на електрода и съпротивлението

Диаметърът на електрода също трябва да се вземе предвид с електрическото съпротивление.

За електрод:

R = ρL / A

където:

R= електрическо съпротивление

ρ= електрическо съпротивление

L= дължина на електрода

A= площ на напречното сечение

Тази връзка показва защо диаметърът влияе на съпротивлението на електродната колона.

За купувачи, които сравняват различни размери на електродите, трябва да се разделят три променливи:

Съпротивление на материала

Диаметър на електрода

Дължина на електрода

По-големият диаметър увеличава проводимата площ, докато по-дългият електрод увеличава дължината на електрическия път.

Следователно купувачът трябва да избягва сравняването на два електрода само по тяхното номинално съпротивление, без да взема предвид действителната геометрия.

Как европейските заводи трябва да оценят различните работни условия?

Различните условия на работа на EAF могат да доведат до различни приоритети на размера на електродите.

Силнотокова работа на EAF

Когато пещта работи с висок електрически ток, плътността на тока става основно съображение за оразмеряване.

Купувачът трябва да прегледа:

Работен ток

Диаметър на електрода

Плътност на тока

Степен

Електрическо съпротивление

Якост на огъване

CTE

Спецификация на зърното

Електродите с по-голям диаметър могат да осигурят по-голяма площ на напречното сечение, но окончателният избор трябва да бъде валидиран спрямо електрическата конфигурация на пещта и техническите препоръки на доставчика на електрода.

Работа с висока мощност или висока производителност

Работата с висока мощност може да изложи електродите на взискателни електрически, термични и механични условия.

GrafTech идентифицира нивото на мощност и програмата за входяща мощност, силата на електрода и окислението, дизайна на пещта, целите на производителността и времето от кран до кран сред факторите, свързани с избора на електрод.

В тази ситуация купувачът не трябва да оценява независимо диаметъра.

Спецификацията трябва да се прегледа като:

Входяща мощност → Работен ток → Диаметър на електрода → Плътност на тока → Степен → Термични/механични свойства

Интензивна работа с кислород или горелка

Използването на кислород и горелка може да повлияе на термичната и окислителната среда около електрода.

За този тип работа на EAF диаметърът трябва да се разглежда заедно с:

Устойчивост на окисление на електрода

Сила на електрода

Термично излагане

Условия за пръскане на вода

Условия на пещния газ

Позициониране на електродите

GrafTech конкретно идентифицира горелката и използването на кислород, силата и окисляването на електрода и пръстените за пръскане на вода като работни фактори за избор на електрод.

Това означава, че простото увеличаване на диаметъра на електрода не е заместител на оценката на окисляването и топлинните условия на пещта.

Агресивно зареждане на скрап

Типът скрап и практиката на зареждане могат да повлияят на механичната среда около електродите.

Тежък скрап или неблагоприятни условия на зареждане могат да увеличат риска от механичен удар или необичайно натоварване на електрода.

Следователно купувачът трябва да прегледа:

Якост на огъване на електрода

Диаметър

Дължина

Съвместна конфигурация

Практика за зареждане на пещ

Позициониране на електродите

История на счупванията

GrafTech включва типовете скрап и практиката на зареждане сред факторите, използвани за оценка на подходящото решение за електроди.

Кратка операция от докосване

Когато целите за производителност изискват кратки времена от натискане до натискане, спецификацията на електрода трябва да бъде оценена спрямо пълния мощностен и топлинен профил.

Съответният въпрос не е просто дали по-голям електрод може да носи повече ток.

Купувачът трябва да провери:

Ток + входяща мощност + диаметър на електрода + термични условия + окисляване + механично натоварване + работен цикъл

Времето от натискане до натискане е специално идентифицирано като фактор за избор на електрод в техническите насоки на GrafTech.

Кога купувачите трябва да обмислят графитни електроди с по-голям диаметър?

Електродите с по-голям диаметър могат да станат подходящи, когато електрическите изисквания на пещта изискват по-голяма проводима площ на напречното сечение.

Оценката трябва да вземе предвид:

По-висок работен ток

По-висока мощност

Необходима плътност на тока

Геометрия на пещта

Разположение на електродната колона

Механични изисквания

Налични класове електроди

Конфигурация на зърното

Обществено достъпната информация за производителите показва, че електродите с голям диаметър са достъпни в търговската мрежа много повече от конвенционалните средни размери. GrafTech заявява, че неговото портфолио от електроди се простира до 750 mm диаметър, с 800 mm електрод със супер размер, въведен, за да обслужва сегмент от UHP пазара.

Това демонстрира наличието на опции с голям диаметър, но го правинеозначава, че най-големият наличен диаметър е подходящ за всеки EAF.

Кога може да бъде подходящ по-малък диаметър на електрода?

По-малък диаметър може да е подходящ, когато електрическите изисквания на пещта, геометрията и работният ток не изискват по-голяма проводима площ.

Потенциалните съображения включват:

По-нисък работен ток

По-ниска мощност

По-малка геометрия на пещта

Различна конфигурация на трансформатора

Изискване за по-ниска плътност на тока

Пространство или механични ограничения

Съществуващ дизайн на електродна колона

Решението трябва да се основава на действителните електрически и механични изисквания на пещта, а не просто да се минимизира диаметърът на електрода.

Диаметър, дължина и дизайн на електродната колона

Диаметърът е само едномерна спецификация.

Купувачът също трябва да определи дължината на електрода, тъй като електродната колона се сглобява от отделни секции, съединени с нипели.

Дължината влияе:

Дължина на електрическия път

Работа с електродна колона

Брой стави по време на работа

Позициониране на пещта

Честота на подмяна

Изисквания за съхранение и транспортиране

Опростена електрическа връзка показва, че съпротивлението се увеличава с дължината на електрода:

R = ρL/A

Следователно диаметърът и дължината трябва да се оценяват заедно, вместо да се третират като независими полета за покупка.

Размерът на нипела трябва да съответства на диаметъра на електрода

Спецификацията на графитен електрод е непълна без неговата конфигурация на свързване.

Нипелът свързва съседни електродни секции и пренася както електрически ток, така и механично натоварване.

За поръчката купувачът трябва да посочи:

Диаметър на зърното

Дължина на зърното

Конфигурация на нишка

Геометрия на ставите

Спецификация на материала на зърното

Допустими отклонения при обработка

Изисквания за съвместна проверка

Свързващият щифт е неразделна част от електродната колона. GrafTech заявява, че произвежда съответни размери на свързващи щифтове за своето портфолио от електроди.

Следователно купувачите трябва да избягват да оценяват диаметъра на електрода независимо от зърното и ставната система.

Изборът на UHP, HP и RP трябва да отговаря на работните изисквания

Диаметърът на електрода не трябва да се отделя от избора на клас.

UHP графитни електроди

UHP електродите обикновено се свързват с взискателни EAF приложения, изискващи високи електрически и термични характеристики.

GrafTech отбелязва, че пазарът на EAF все повече се фокусира върху UHP електроди, цитирайки тяхното ниско електрическо съпротивление и издръжливост в приложения с EAF с голямо търсене.

Следователно за европейски EAF, работещ при висока мощност, UHP може да бъде една от оценените степени, но крайната степен все пак трябва да съответства на действителните условия на пещта.

HP графитни електроди

HP електродите могат да бъдат оценени, когато електрическите и термичните изисквания на пещта не изискват същата спецификационна рамка като UHP приложение.

Купувачът трябва да сравни HP с действителния работен ток, плътност на тока, съпротивление, механични свойства и история на потреблението.

RP графитни електроди

RP електродите трябва да се оценяват спрямо електрическите и топлинните изисквания на пещта, вместо да бъдат избрани просто поради по-ниска първоначална спецификация или цена.

Правилният клас зависи от работната среда и изискваните свойства на електрода.

Практическа матрица за избор на размер на електрода

Вместо да създават универсална диаграма от диаметър до пещ-тонаж, европейските купувачи могат да използват следната рамка за вземане на решения:

Тази рамка е по-полезна за снабдяване, отколкото определянето на един диаметър на електрода към категория тонаж на пещ.

Как трябва купувачите да сравняват два размера на електрода?

Да предположим, че стоманодобивната фабрика разглежда два диаметъра.

Сравнението трябва да следва няколко стъпки.

Стъпка 1: Изчислете площта на напречното сечение

Използвайте:

A = πD²/4

Това установява проводящата зона на всеки кандидат диаметър.

Стъпка 2: Изчислете приблизителната плътност на тока

Използвайте:

J = I/A

използвайки действителния работен ток.

Стъпка 3: Прегледайте препоръчания от доставчика работен диапазон

Доставчикът трябва да потвърди дали предложеният размер и степен на електрода са подходящи за работния ток и конфигурацията на пещта.

Стъпка 4: Сравнете електрическите свойства

Проверете:

Електрическо съпротивление

Степен

Диаметър

Съпротивление на зърното, където е налично

Стъпка 5: Сравнете механичните и термичните свойства

Проверете:

Обемна плътност

Якост на огъване

CTE

Пепел

Съответни съображения за термичен шок

Стъпка 6: Прегледайте действителната производителност на пещта

Когато има налични исторически данни, сравнете:

Консумация на електроди

Честота на счупване

Неизправности на зърната

Консумация, свързана с окисляване

Време за докосване

Работен ток

Входяща мощност

Стъпка 7: Проверете данните за COA на ниво партида

Избраната спецификация трябва да бъде проследима до действителните производствени партиди.

Контролен списък със спецификации на купувача

Европейските производители на стомана трябва да предоставят следната информация, когато искат препоръка за размер на графитен електрод:

Информация за пещта

EAF или DC EAF конфигурация

Капацитет на пещта

Рейтинг на трансформатора

Работен ток

Входяща мощност

Конфигурация на фазата на електрода

Геометрия на пещта

Изисквания към електродите

Клас: RP, HP или UHP

Диаметър на електрода

Дължина на електрода

Диаметър на зърното

Дължина на зърното

Конфигурация на нишка

Електрическо съпротивление

Обемна плътност

Якост на огъване

CTE

Съдържание на пепел

Условия на работа

Тип скрап

Пропорция DRI/HBI, където е приложимо

Използване на кислород

Използване на горелка

Шлак практика

Условия за пръскане на вода

Време за докосване

Историческа консумация на електроди

Историческо счупване на електрод

Качествена документация

Технически лист с данни

COA

Партиден номер

Метод на изпитване

Проверка на размерите

Проверка на зърната

Информация за проследимост

Проверка на доставчика: Какво трябва да показва COA?

Сертификатът за автентичност трябва да позволява на купувача да свърже докладваните технически стойности с действително доставения продукт.

Най-малко купувачът трябва да провери:

Купувачът трябва да прави разлика между aОтчетена стойност на COA, a спецификация на доставчика, и антипична за индустрията стойност. Те не са взаимозаменяеми.

Практическа последователност на избор за европейски купувачи на EAF

Практическият работен процес за закупуване може да се обобщи като:

1. Определете пещта

Определете конфигурацията на EAF, мощността на трансформатора, капацитета на пещта и режима на работа.

2. Определете електрическите изисквания

Запишете работния ток и входящата мощност.

3. Оценете диаметъра

Изчислете площта на напречното сечение и плътността на тока за кандидат диаметри.

4. Изберете оценка

Сравнете RP, HP и UHP спрямо електрическите, термичните и механичните изисквания.

5. Оценете дължината и конфигурацията на ставата

Потвърдете дължината на електрода, размерите на нипела и конфигурацията на резбата.

6. Преглед на свойствата на материала

Проверете съпротивлението, плътността, якостта, CTE и пепелта спрямо договорената спецификация.

7. Прегледайте работните условия

Включете зареждане на скрап, кислород, горелки, практика за шлака, охлаждане и време от кран до кран.

8. Проверете сертификата за автентичност

Потвърдете, че данните на ниво партида съответстват на поръчания клас и размери.

9. Сравнете с историческата производителност на пещта

Където е възможно, използвайте записи за потребление, счупване и неизправност на ставите, за да потвърдите избраната спецификация.

ЧЗВ

Как диаметърът на електрода влияе върху плътността на тока на EAF?

При даден работен ток по-големият диаметър на електрода осигурява по-голяма площ на напречното сечение и следователно по-ниска изчислена плътност на тока. Връзката е J=I/A.

Трябва ли европейските стоманодобивни заводи да избират диаметъра на графитения електрод въз основа на капацитета на пещта?

Капацитетът на пещта е подходящ, но не трябва да се използва самостоятелно. Номинална стойност на трансформатора, работен ток, входяща мощност, дизайн на пещта, практика за скрап и други работни условия също трябва да бъдат взети предвид.

Винаги ли по-големият графитен електрод осигурява по-добра производителност на EAF?

Не е задължително. Подходящият диаметър зависи от електрическите и механични изисквания на пещта. Ненужно голям електрод може да не осигури подходящо решение за конкретна конфигурация на пещта.

Как трябва да се използва работният ток при избора на диаметър на електрода?

Работният ток може да се комбинира с площта на напречното сечение на електрода, за да се изчисли плътността на тока. След това резултатът трябва да се провери спрямо техническите препоръки на доставчика за избрания клас и приложение в пещта.

Степента на електрода и диаметъра трябва ли да се избират заедно?

да UHP, HP и RP електродите имат различни спецификационни рамки и подходящата степен трябва да бъде оценена заедно с диаметър, плътност на тока, съпротивление и условия на работа на пещта.

Защо конфигурацията на нипела е важна при избора на размер на електрода?

Нипелът образува връзката между електродните секции и пренася електрически ток и механични натоварвания. Поради това неговият диаметър, размери, конфигурация на резбата и свойства на материала трябва да съответстват на електродната система.

Могат ли европейските купувачи на EAF да използват универсална диаграма с диаметър на електрода?

Общата диаграма може да предостави предварителна справка, но не трябва да замества инженерната оценка, специфична за пещта. Действителният ток, мощността на трансформатора, дизайнът на пещта и оперативната практика могат да се различават значително между инсталациите.

Каква информация трябва да изпрати купувачът на доставчик на графитен електрод?

Най-полезната информация включва конфигурация на пещта, капацитет, мощност на трансформатора, работен ток, входяща мощност, степен на електрода, съществуващ диаметър и дължина, спецификация на нипела, условия на работа и исторически данни за консумация или счупване на електрод.

Запитване и заявка за техническа спецификация

Европейските производители на EAF стомана, които оценяват размерите на графитните електроди, могат да изпратят следната информация за технически преглед:

EAF конфигурация

Капацитет на пещта

Рейтинг на трансформатора

Работен ток

Входяща мощност

Текущ диаметър на графитен електрод

Необходима дължина на електрода

Текуща степен на графитен електрод

Конфигурация на зърното

Консумация на електроди

История на счупване или повреда на ставата

Практика за скрап и зареждане

Използване на кислород и горелка

Изисква се сертификат за автентичност и технически спецификации

Технически контакт

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

Изпратете запитване сега