Typy grafitových elektrod

Podle různých použitých surovin a rozdílů ve fyzikálních a chemických ukazatelích hotových výrobků se grafitové elektrody dělí na tři druhy: běžné výkonové grafitové elektrody (třída RP), vysoce výkonné grafitové elektrody (třída HP) a ultra- vysoce výkonné grafitové elektrody (třída UHP).

Grafitové elektrody se totiž používají hlavně jako vodivé materiály pro elektrické obloukové pece na výrobu oceli. V 80. letech 20. století mezinárodní ocelářský průmysl v elektrických pecích klasifikoval elektrické obloukové ocelářské pece do tří kategorií na základě příkonu transformátorů na tunu kapacity pece: běžné elektrické pece (RP pece), vysokovýkonné elektrické pece (HP pece), a ultravysoké elektrické pece (UHP pece). Vstupní výkon transformátoru s kapacitou 20 tun nebo více na tunu běžné elektrické pece je obecně kolem 300 kW/t; Výkonná elektrická pec má kapacitu kolem 400 kW/t; Elektrické pece s příkonem 500-600 kW/t pod 40t, 400-500kW/t mezi 50-80t a 350-450kW/t nad 100t se označují jako ultravysoké elektrické pece. Koncem 80. let 20. století ekonomicky vyspělé země vyřadily z provozu velké množství malých a středních běžných elektrických pecí s kapacitou menší než 50 tun. Většinu nově budovaných elektrických pecí tvořily ultravýkonné velké elektrické pece o kapacitě 80-150 tun a příkon byl zvýšen na 800 kW/t. Na počátku 90. let byly některé elektrické pece s ultra vysokým výkonem dále zvýšeny na 1000-1200 kW/t. Grafitové elektrody používané ve vysokovýkonných a velmi výkonných elektrických pecích pracují za přísnějších podmínek. V důsledku výrazného zvýšení proudové hustoty procházející elektrodami vznikají následující problémy: (1) teplota elektrody se zvyšuje vlivem odporového tepla a proudění horkého vzduchu, což má za následek zvýšení tepelné roztažnosti elektrod a spojů, jakož i zvýšení oxidační spotřeby elektrod. (2) Teplotní rozdíl mezi středem elektrody a vnějším kruhem elektrody se zvyšuje a odpovídajícím způsobem se také zvyšuje tepelné napětí způsobené teplotním rozdílem, takže elektroda je náchylná k praskání a odlupování povrchu. (3) Zvýšená elektromagnetická síla způsobuje silné vibrace a při silných vibracích se zvyšuje pravděpodobnost poškození elektrody v důsledku uvolněných nebo rozpojených spojení. Fyzikální a mechanické vlastnosti vysoce výkonných a velmi výkonných grafitových elektrod proto musí být lepší než běžné výkonové grafitové elektrody, jako je nižší měrný odpor, vyšší objemová hmotnost a mechanická pevnost, nižší koeficient tepelné roztažnosti a dobrá odolnost proti tepelným šokům.