Принсипи кори электродҳои графитҳои қудрати ултра баланд (UHP) пеш аз ҳама ба падидаи разряди камон асос ёфтааст. Ин электродҳо бо истифода аз гузариши истисноии барқ, муқовимат ба ҳарорати баланд ва хосиятҳои механикии худ, имкон медиҳанд, ки энергияи барқ ба энергияи гармӣ дар муҳити гудохтани ҳарорати баланд табдил дода шавад ва ба ин васила раванди металлургиро пеш барад. Дар зер таҳлили муфассали механизмҳои асосии амалиётии онҳо оварда шудааст:
1. Радди камон ва табдили энергияи электрикӣ ба гармӣ
1.1 Механизми ташаккули камон
Вақте ки электродҳои графитии UHP ба таҷҳизоти гудохта дохил карда мешаванд (масалан, печҳои камонӣ), онҳо ҳамчун воситаи интиқолдиҳанда амал мекунанд. Разряди баландшиддат дар байни нӯги электрод ва заряди печ (масалан, пулодпора, маъдани оҳан) камони барқро ба вуҷуд меорад. Ин камон аз канали гузаронандаи плазма иборат аст, ки дар натиҷаи ионизатсияи газ ба вуҷуд омадааст, ки ҳарораташ аз 3000°C зиёд аст, ки аз ҳарорати муқаррарии сӯзишворӣ хеле зиёдтар аст.
1.2 Интиқоли самараноки энергия
Гармии шадиде, ки аз камон тавлид мешавад, заряди танӯрро мустақиман об мекунад. Қобилияти баландтари барқии электродҳо (бо муқовимат то 6–8 μΩ·m) талафоти ҳадди ақали энергияро ҳангоми интиқол таъмин намуда, истифодаи нерӯи барқро оптимизатсия мекунад. Масалан, дар пӯлодпазӣ дар печи камонӣ (EAF), электродҳои UHP метавонанд давраҳои гудохтаро зиёда аз 30% кам карда, маҳсулнокии онро ба таври назаррас афзоиш диҳанд.
2. Хусусиятҳои моддӣ ва кафолати иҷроиш
2.1 Устувории сохторӣ дар ҳарорати баланд
Муқовимати электродҳо ба ҳарорати баланд аз сохтори кристаллии онҳо бармеояд: атомҳои карбон қабати як шабакаи пайванди ковалентиро тавассути гибридизатсияи sp² бо пайвастшавии байниқабатҳо тавассути қувваҳои ван дер Ваалс ташкил медиҳанд. Ин сохтор қувваи механикиро дар ҳарорати 3000 ° C нигоҳ медорад ва муқовимати фавқулоддаи зарбаи гармиро пешниҳод мекунад (ба тағирёбии ҳарорат то 500 ° C/дақ), бартарии электродҳои металлӣ мебошад.
2.2 Муқовимат ба васеъшавии гармӣ ва хазанда
Электродҳои UHP коэффисиенти пасти тавсеаи гармиро (1,2 × 10⁻⁶/°C) нишон медиҳанд, ки тағироти андозагириро дар ҳарорати баланд ба ҳадди ақалл кам мекунанд ва пайдоиши тарқишҳоро аз фишори гармӣ пешгирӣ мекунанд. Муқовимати чархзании онҳо (қобилияти муқовимат ба деформатсияи пластикӣ дар ҳарорати баланд) тавассути интихоби ашёи хоми сӯзании кокс ва равандҳои пешрафтаи графитизатсия оптимизатсия карда мешавад, ки устувории андозаро ҳангоми кори дарозмуддати сарбории баланд таъмин мекунад.
2.3 Муқовимат ба оксидшавӣ ва зангзанӣ
Бо ворид кардани антиоксидантҳо (масалан, боридҳо, силицидҳо) ва пӯшонидани рӯйпӯшҳо, ҳарорати оғози оксидшавии электродҳо аз 800 ° C зиёд мешавад. Беэътибории кимиёвӣ бар зидди шлакҳои гудохта ҳангоми гудохт сарфи аз ҳад зиёди электродҳоро коҳиш дода, мӯҳлати хидматрасониро нисбат ба электродҳои муқаррарӣ 2-3 маротиба дароз мекунад.
3. Мутобиқати равандҳо ва оптимизатсияи система
3.1 Зичии ҷорӣ ва иқтидори барқ
Электродҳои UHP зичии ҷараёнро аз 50 А/см² зиёд дастгирӣ мекунанд. Ҳангоми ҷуфт кардани трансформаторҳои иқтидори баланд (масалан, 100 МВА), онҳо имкон медиҳанд, ки қувваи як печи аз 100 МВ зиёд бошад. Ин тарҳ суръати вуруди гармиро ҳангоми гудохтан суръат мебахшад - масалан, кам кардани истеъмоли энергия барои як тонна кремний дар истеҳсоли ферросилиций то аз 8000 кВт соат.
3.2 Вокуниши динамикӣ ва назорати раванд
Системаҳои муосири гудохта танзимгари электродҳои интеллектуалиро (SERs) истифода мебаранд, то мавқеъи электрод, тағирёбии ҷараён ва дарозии камонро мунтазам назорат карда, суръати истеъмоли электродро дар ҳудуди 1,5-2,0 кг/т пӯлод нигоҳ доранд. Дар якҷоягӣ бо мониторинги атмосфераи оташдон (масалан, таносуби CO/CO₂), ин самаранокии пайвастшавии электродҳоро оптимизатсия мекунад.
3.3 Синергияи система ва баланд бардоштани самаранокии энергия
Ҷойгиркунии электродҳои UHP инфрасохтори дастгирӣ, аз ҷумла системаҳои таъминоти барқи баландшиддат (масалан, пайвастҳои мустақими 110 кВ), кабелҳои бо об хунукшаванда ва агрегатҳои самараноки ҷамъоварии чангро талаб мекунад. Технологияҳои барқарорсозии гармии партовҳо (масалан, когенератсияи камонҳои барқӣ аз газ) самаранокии умумии энергияро то 60% баланд мебардорад ва имкон медиҳад, ки истифодаи энергияи пай дар пай.
Ин тарҷума дақиқии техникиро ҳангоми риояи конвенсияҳои истилоҳоти академӣ/саноатӣ нигоҳ медорад ва возеҳиро барои шунавандагони махсус таъмин мекунад.
Вақти фиристодан: май-06-2025