石墨電極是指以石油焦、瀝青焦為骨料,煤瀝青為黏結劑,經過原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機械加工而制成的一種耐高溫石墨質導電材料,稱為人造石墨電極(簡稱石墨電極),以區別于采用天然石墨為原料制備的天然石墨電極。
優點
(1)模具幾何形狀的日益復雜化以及產品應用的多元化導致對火花機的放電精確度要求越來越高。石墨電極的優點是加工較容易,放電加工去除率高,石墨損耗小,因此,部分群基火花機客戶放棄了銅電極而改用石墨電極。另外,有些特殊形狀的電極無法用銅制造,但石墨則較容易成型,而且銅電極較重,不適合加工大電極,這些因素都造成部分群基火花機客戶應用石墨電極。
(2)石墨電極較容易加工,且加工速度明顯快于銅電極。比如采用銑削工藝加工石墨,其加工速度較其他金屬加工快2~3倍且不需要額外的人工處理,而銅電極則需要人手挫磨。同樣,如果采用高速石墨加工中心制造電極,速度會更快,效率也更高,還不會產生粉塵問題。在這些加工過程中,選擇硬度合適的工具和石墨可減少刀具的磨損耗和銅電極的破損。如果具體比較石墨電極與銅電極的銑削時間,石墨電極較銅電極快67%,在一般情況下的放電加工中,采用石墨電極的加工要比采用銅電極快58%。這樣一來,加工時間大幅減少,同時也減少了制造成本。
(3)石墨電極與傳統銅電極的設計不同。許多模具廠通常在銅電極的粗加工和精加工方面有不同的預留量,而石墨電極則使用幾乎相同的預留量,這減少了CAD/CAM和機器加工的次數,單是這個原因,就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。
應用
(1)用于電弧煉鋼爐
電爐煉鋼是石墨電極的使用大戶。我國電爐鋼產量約占粗鋼產量的18%左右,煉鋼用石墨電極占石墨電極總用量的70%~80%。電爐煉鋼是利用石墨電極向爐內導入電流,利用電極.端部和爐料之間引發電弧所產生的高溫熱源來進行冶煉。
(2)用于礦熱電爐
礦熱電爐主要用于生產工業硅和黃磷等,其特點是導電電極的下部埋在爐料中,在料層內形成電弧,并利用爐料自身的電阻所發出的熱能來加熱爐料,其中要求電流密度較高的礦熱電爐需用石墨電極,例如每生產1t硅需消耗石墨電極約100kg,每生產1t黃磷需消耗石墨電極約40kg。
(3)用于電阻爐
生產石墨制品的石墨化爐、熔化玻璃的熔窯和生產碳化硅用的電爐等都屬于電阻爐,爐內所裝物料既是發熱電阻又是被加熱對象,通常,導電用的石墨電極嵌入電阻爐端部的爐頭墻中,用于此處的石墨電極不連續消耗。
(4)用于制備異型石墨產品
石墨電極的毛坯還用于加工成各種坩堝、模具、舟皿和發熱體等異型石墨產品。例如,在石英玻璃行業,每生產1t電熔管,需用石墨電極坯料10t;每生產1t石英磚,需消耗石墨電極坯料100kg。
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