三種不同功率煉鋼電爐使用的石墨電極

20世紀(jì)80年代初期國外把電弧煉鋼爐按每噸爐容的變壓器容量大小分為3類:普通功率電爐（RP爐）、高功率電爐（HP爐）和超高功率電爐（UHP爐）。20t以上的普通功率電爐每噸爐容的變壓器容量一般為300kV·A左右，高功率電爐為400kV·A左右。40t以下的電爐每噸爐容的變壓器容量達(dá)到500~600kV·A、50~80t的電爐達(dá)到400~500kV·A，100t以上的電爐達(dá)到350~450kV·A，稱之為超高功率電爐。到了20世紀(jì)80年代中期，國外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家大量淘汰50t以下的中小型普通功率電爐，新建的電爐多數(shù)是80~150t的高功率或超高功率大電爐，每噸爐容的變壓器容量提高到800kV·A，80年代后期一部分超高功率電爐又進(jìn)一步提高到1000~1200kVA。根據(jù)電爐煉鋼功率水平的分級(jí)，使用的石墨電極也相應(yīng)分為3個(gè)品種:即普通功率石墨電極（代號(hào)為RP級(jí)）、高功率石墨電極（代號(hào)為HP級(jí)）和超高功率石墨電極（代號(hào)為UHP級(jí)）。高功率和超高功率電爐使用的石墨電極通過的電流密度明顯增大，結(jié)果產(chǎn)生下列問題:

1.因電阻熱和灼熱氣流導(dǎo)致電極溫度升高，使得電極及接頭的線膨脹量都增加了，同時(shí)電極的氧化消耗也提高了。

2.電極中心部位和電極外圓的溫度差增大了，由溫度差引起的熱應(yīng)力也相應(yīng)提高，電極容易產(chǎn)生裂紋和表面剝落。

3.電爐功率提高后導(dǎo)致電磁作用力增加，引起劇烈的振動(dòng)，在劇烈振動(dòng)下，電極折斷的幾率上升了。

因此高功率和超高功率石墨電極的物理化學(xué)性能必須優(yōu)于普通功率石墨電極，如電阻率較低，體積密度較大及機(jī)械強(qiáng)度較高，線膨脹系數(shù)要小，抗氧化性能和抗熱震性能優(yōu)良，才能適應(yīng)高功率或超高功率電爐的使用要求。表1-6列出了80年代中期國際上3種不同功率交流電弧煉鋼爐的標(biāo)準(zhǔn)系列和配用的石墨電極直徑。為了適應(yīng)煉鋼廠大量發(fā)展高功率及超高功率電爐的需要，20世紀(jì)80年代起歐美、日本等國的炭素主要生產(chǎn)兩種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的石墨電極，即高功率右墨電極和超高功率石墨電極，普通功率石墨電極很少生產(chǎn)，因此產(chǎn)品樣本上一般只列高功率石墨電極和超高功率石墨電極兩個(gè)品種。