ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЕЛЕКТРОДИ
Призначення електродів і вимоги, пропоновані до них.

У сучасній промисловості вугільні й графітовані електроди знаходять широке застосування в электротермічних, металургічних і електрохімічних виробництвах.

У всіх електротермічних і в ряді металургійних процесів мають справа з електричним обігрівом для створення необхідних температур. Як відомо, відігрів електричним струмом може про^-переводити або безпосередньо (прямій нагрівання), або побічно (непряме нагрівання), у дугових печах, у печах опору й в індукційних печах.

У кожному із цих випадків потрібні обґрунтування для вибору струмопідвідних провідників до реакційної зони электротермічного агрегату. Якщо мова йде про дугові електричні печі або про потужні печі опору типу карбідо-кремнійових, то в першу чергу виникає питання щодо вибору матеріалу, що, будучи провідником, міг би працювати в гарячих умовах. До таких провідників пред\'являють ряд вимог:

- вогнестійкість;

- інертність відносно хімічних реакцій і слабка окислюваність;

- висока електропровідність;

- низька теплопровідність;

- механічна міцність;

- дешевина.

Із всіх відомих струмопровідних матеріалів зазначеним вище вимогам найбільше задовольняє вуглець. Із цього матеріалу й виготовляються відзначені вище провідники, які повинні бути конструктивно зручними, механічно міцними й економічними. Такі провідники називають електродами (ця назва запозичена з електролізу) і призначені вони для підведення електричного струму в реакційний простір печі. Електроди є дуже значною частиною електротермічного агрегату.

Область застосування електродів

надзвичайно широка. Майже у всіх електротермічних процесах мають справа з електродами, переходячи в деяких випадках на нагрівачі. Широке застосування вугільних і графітованих електродів як нерозчинні аноди знаходять в електрохімічній промисловості, пов\'язаної з електролітичним одержанням продуктів.

У конструктивному відношенні електроди, застосовувані в електротермії й металургії, підрозділяються на три основних типи:

- змінні блоки-електроди (прямокутні або квадратні), зібрані в пакет, або ж працюючі окремо (в останньому випадку застосовуються також і круглі електроди);

- циліндричні електроди, безупинно нарощувані за допомогою ніпелів;

- безперервні електроди, що самообпалюються, виготовлені на місці з анодної маси.

По роду кріплення й установки в робоче положення електроди можуть бути як підвісні (пересуваються при регулюванні), так і стаціонарні, тобто закріплені й, що пересуваються не в час процесу. Звичайно електроди встановлюються у вертикальному положенні, рідше зустрічаються випадки горизонтального, а ще рідше похилого.

Для оцінки доброякісності продукції (хоча тут безумовно можливі відхилення при спеціальному призначенні електродів для тих або інших процесів) укажемо, що гарні електроди повинні відповідати даним, що нижче приводиться, не мати ні тріщин, ні порожнин і повинні видавати металевий звук при ударі.

Розходження у властивостях вугільних і графітованих електродів видно з наступного порівняння:

	Вугільні	Графітовані
1. Гадана питома вага	1,5-1,7	1,6-1,8
2.Щира питома вага	1,7-2,0	1,6-1,8
3.Твердість (по Моосу)	4-5	1
4.Питома теплоємність при 100 С	0,18-0,22	0,21
5.Зольність в %	6	0,2
6.Теплопровідність, кал/м година	24	120-240
7.Температура окислювання на повітрі	425 С	650 С
8.Питомий опір Ом мм2/м	42-80	8-20
9.Щільність струму, що допускається, а/див2	5-10	15-25
10.Напруга, що допускається, на розрив кг/див2	70-100	60-75
11.Напруга, що допускається, на вигин у холодному стані в кг/див2	50-70	15-30

Порівняльний аналіз вугільних і графітованих електродів

Зміна електричного опору вугільних і графітованих електродів, представлене на мал.1.

Із цих даних видно, що у випадку вугільних електродів опір виражається спадної прямої. Відповідні дані для графіту виражаються більше складною функцією, що досягає мінімуму в інтервалі 400-500° С, що має спочатку негативний, а потім - позитивний температурний коефіцієнт.

Зольність електродів, особливо небажана для одних технологічних процесів (виробництво металевого алюмінію, електросталь і ін.), при інших технологічних процесах (як, наприклад, карбід кальцію) може допускатися в більше широких межах. Однак наявність в електродах великої зольності взагалі небажано, тому що зола знижує механічну міцність, погіршує пресовку, збільшує питомий опір і електричні втрати, обумовлює забруднення виплавлюваного продукту й т.д., а у випадку графітування зольної заготівлі підвищує пористість виробів за рахунок видалення золи при графітації.

При виборі типу електрода необхідно враховувати всі вищевикладені фактори.

Електроди графітовані

Високоякісні графітовані електроди для електродугових печей змінний і постійний токи різної потужності виготовляють на основі нафтових рядових, нафтових або пекових голчастих коксів і кам\'яновугільного пеку (сполучний і просочувальний пек). Вони призначені для роботи на щільностях струму до 25 А/див2 у дугових сталеплавильних, рафініровочних, феросплавних, руднотермічнихпечах і інших электротермічних пристроях

Випускаються електроди марок ЕГ, ЕГП, ЕГСП діаметром від 200(8) до 700(28) мм(inch,) відповідним міжнародним стандартам якості. Ніпелі для нарощування електродів у процесі плавки виготовляють за окремою технологією, що забезпечує високий рівень фізико-механічних показників і експлуатаційних властивостей.

Електроди й ніпелі до них виготовляють і поставляються споживачам по ТУУ 1911-109-052-2003 діаметром 75-400 мм і довжиною до 2400

Марки електродів: ЕГСП-1, ЕГСП-2, ЕГС, ЕГП, ЕГ-1,ЕГ-2

Э - електрод; Г - графітований; С - спеціальний; П - просочений; 1,2 - марки електродів для різних умов експлуатації.

Технічними умовами нормуються міцність на вигин і питомий електричний опір, величини яких визначають сорт електродів.

Розміри графітованих електродів (рядові), мм

Розміри електродів установлюються на період підготовки виготовлювачів і споживачів до переходу на перспективним, відповідним міжнародним стандартам

Ніпелі

Ніпелі виготовляють марок: Н, НС, де Н - ніпель; З - спеціальний.

Кожний електрод комплектується ніпелем. За бажанням замовника ніпелі можуть поставлятися окремо від електродів або додатково до комплекту. Електроди діаметром до 200 мм включно й ніпелі до них виготовляють із циліндричним різьбленням, а електроди діаметром 250 мм і більше й ніпелі до них виготовляти з конічним різьбленням.

З метою ліквідації розкручування конічної ніпельної сполуки при вібрації електродів у печі ніпелі до електродів можуть бути виготовлені з пазами й укомплектовані стопорними пробками або стопорною пастою.