
تفاصيل قطب الجرافيت فائق الطاقة UHP أقطاب الجرافيت UHP (فائقة الطاقة) هي مادة موصلة أساسية في الصناعات المعدنية الحديثة، وهي مصممة لتحمل الأحمال الحالية الشديدة. يتم استخدامها بشكل أساسي في صناعة الصلب بأفران القوس الكهربائي وصهر السبائك المتطورة،...
تفاصيل قطب الجرافيت عالي الطاقة UHP
تعد أقطاب الجرافيت UHP (فائقة الطاقة) مادة موصلة أساسية في الصناعات المعدنية الحديثة، وهي مصممة لتحمل الأحمال الحالية الشديدة. يتم استخدامها بشكل أساسي في صناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي وصهر السبائك المتطورة، ومزاياها المتمثلة في استهلاك الطاقة المنخفض والاستقرار العالي تجعلها مستهلكًا رئيسيًا للتحديث الصناعي.
I. التعريف الأساسي ومزايا الأداء
- تحديد المواقع الأساسية: قادر على تحمل كثافات التيار التي تزيد عن 25 أمبير/سم² (حتى 40 أمبير/سم²)، وتحقيق ذوبان فعال من خلال أقواس كهربائية عالية الحرارة تتجاوز 3000 درجة مئوية يتم توليدها بين طرف القطب الكهربائي وشحن الفرن. وهي مكون أساسي في أفران القوس الكهربائي ذات الطاقة العالية جدًا (EAFs) وأفران التكرير.
- معلمات الأداء الرئيسية:
- الموصلية الكهربائية: المقاومة ≥ 6.2 ميكرومتر (بعض المنتجات المتطورة منخفضة تصل إلى 4.2 ميكرومتر)، وهي أعلى بكثير من الأقطاب الكهربائية العادية عالية الطاقة (HP)؛
- القوة الميكانيكية: قوة الانثناء ≥ 10 ميجا باسكال (يمكن أن تصل المفاصل إلى أكثر من 20 ميجا باسكال)، وقادرة على تحمل تأثيرات الشحن والاهتزازات الكهرومغناطيسية؛
- الاستقرار الحراري: معامل التمدد الحراري فقط 1.0-1.5 × 10 درجة مئوية، غير عرضة للتشقق أو التشظي تحت التسخين والتبريد السريع؛
- الخصائص الكيميائية: محتوى الرماد ≥ 0.2%، الكثافة 1.64-1.76 جم/سم3، مقاومة قوية للأكسدة والتآكل، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك طن الفولاذ.
ثانيا. عملية الإنتاج الأساسية والمواد الخام
- المواد الخام الرئيسية: استخدام فحم الكوك البترولي عالي الجودة بنسبة 100% (يضمن تمددًا منخفضًا وموصلية عالية)، جنبًا إلى جنب مع مادة رابطة معدلة متوسطة الحرارة (نقطة تليين 108-112 درجة مئوية) وعامل تشريب منخفض الكينولين غير قابل للذوبان (QI ≥ 0.5%). - العملية الأساسية: تتضمن العملية خلط المكونات وعجنها ← القولبة بالبثق ← التكليس (مرتين) ← التشريب عالي الضغط (مرة واحدة لجسم القطب الكهربائي، وثلاث مرات للموصل) ← الرسم الغرافيتي (عملية في الخط عند أكثر من 2800 درجة مئوية) ← معالجة ميكانيكية. يضمن التحكم الدقيق في درجة الحرارة وتحسين المعلمة دقة المنتج (تحمل الاستقامة ±10 مم/50 م) واستقرار الأداء.
- الابتكار في العملية: تعمل عملية "التشريب الواحد والتكليسين" المحسنة على تقصير دورة الإنتاج بمقدار 15-30 يومًا مقارنة بالطرق التقليدية، مما يقلل التكاليف بحوالي 2000 يوان صيني/طن، مع الحفاظ على مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية.
ثالثا. سيناريوهات التطبيق الرئيسية
- المجال الرائد: صناعة الصلب بفرن القوس الكهربائي عالي الطاقة AC/DC، المستخدم في إنتاج سبائك الفولاذ عالية الجودة والفولاذ الخاص، مما يحسن كفاءة الصهر بأكثر من 30% ويقلل استهلاك الطاقة بنسبة 15%-20%؛
- التطبيقات الموسعة: صهر المواد عالية الجودة مثل السيليكون الصناعي والفيروسيليكون والفوسفور الأصفر في أفران القوس المغمور، بالإضافة إلى إنتاج منتجات ذات درجة حرارة عالية مثل اكسيد الالمونيوم والمواد الكاشطة، قابلة للتكيف مع مواصفات مختلفة للأفران الكهربائية (القطر 12-28 بوصة، القدرة الاستيعابية الحالية 22000-120000 أمبير).
رابعا. قيمة الصناعة واتجاهات التنمية
- القيمة الأساسية: دفع تحويل صناعة الصلب في فرن القوس الكهربائي نحو عمليات "أسرع وأكثر نظافة وأكثر كفاءة"، فهي مادة رئيسية لتوفير الطاقة وخفض الانبعاثات في صناعة الصلب والتعامل مع تعريفات الكربون. ومن المتوقع أن تتجاوز حصتها في السوق 60% من إجمالي الطلب على أقطاب الجرافيت بحلول عام 2025، بسعر يبلغ حوالي 18,000 يوان صيني/طن؛
- الاتجاه التكنولوجي: التركيز على تعديل طلاء الجرافين (تقليل مقاومة التلامس بنسبة 40%)، وتعزيز مركب كربيد السيليكون، والتصنيع الذكي (محاكاة العملية المزدوجة الرقمية)، والاقتصاد الدائري (معدل استرداد الغبار 99.9% + استرداد الحرارة المهدرة)، لزيادة تحسين العمر الافتراضي والصداقة البيئية.