Stál- og járnblendiiðnaðurinn á heimsvísu er háður grafítrafskautum sem nauðsynlegum rekstrarhlutum fyrir rafbogaofna (EAF) og kafbogaofna (SAF). Þessir sívalu grafítíhlutir bera stóra rafstrauma inn í ofna, mynda mikinn hita í gegnum ljósboga eða viðnámshitun sem bræðir brotajárn, dregur úr málmgrýti og framleiðir málmblöndur. Þar sem stáliðnaðurinn færist í átt að minni-kolefnisframleiðslu rafofna og alþjóðleg eftirspurn eftir járnblendi eykst með innviðum og stækkun endurnýjanlegrar orku, eru grafítrafskaut áfram ómissandi fyrir nútíma málmvinnslu.
Árleg neysla grafít rafskauta á heimsvísu var um það bil 966.000 tonn á undanförnum árum, þar sem eftirspurn er nátengd framleiðslumagni rafbogaofnsstáls. Grafít rafskaut eru flokkuð í þrjár aðaleinkunnir eftir frammistöðu: Venjulegt afl (RP), High Power (HP) og Ultra-High Power (UHP). UHP rafskaut, unnin úr hágæða nál kók hráefni, höndla hæsta straumþéttleika og ráða yfir nútíma háum-stálframleiðsluofnum, en HP og RP flokkar þjóna smærri ofnum og járnblendiframleiðslu.
Í stálframleiðslu í ljósbogaofni eru grafít rafskaut mikilvæg tenging milli rafaflgjafans og bráðna stálbaðsins. Þrjú stór rafskaut í -þvermáli (venjulega 300–700 mm) eru lækkuð niður í ofninn og rafstraumur myndast á milli rafskautsodda og brota stálhleðslunnar og mynda hitastig sem fer yfir 3.000 gráður. Þessi mikli hiti bræðir brotajárn hratt, sem gerir EAF kleift að framleiða fullan hita úr stáli á 40–60 mínútum. Rafskautin eyðast smám saman meðan á notkun stendur-bæði með sublimation á heitum oddinum og oxun á hliðarflötum-og eru stöðugt færð inn í ofninn til að viðhalda hámarksbogalengd.
Einstakir eiginleikar grafítsins gera það að eina hagnýta efnið fyrir þessa krefjandi notkun. Það sameinar framúrskarandi rafleiðni og getu til að standast hitastig langt yfir bræðslumark stáls. Ólíkt málmleiðurum bráðnar grafít ekki; þess í stað sublimast það beint úr föstu formi í gas við um það bil 3.600 gráður, sem gerir það kleift að viðhalda burðarvirki við bogaoddinn. Grafít býður einnig upp á góða hitaáfallsþol, vélrænan styrk við háan hita og tiltölulega lágan kostnað miðað við önnur háhitaleiðandi efni.
Fyrir utan stálframleiðslu eru grafít rafskaut nauðsynleg til framleiðslu á ljósbogaofni á járnblendi og kísilmálmi í kafi. Kísiljárn, ferrómangan, ferrókróm, kísilmálmur og kalsíumkarbíð eru öll framleidd í stórum SAF þar sem rafskaut eru grafin að hluta í hráefnishleðslunni. Hér starfa rafskaut við samfellda-álagsaðstæður og skila straumi sem hitar hleðsluna í gegnum bæði ljósboga og viðnámshitun byrðinnar. Kröfurnar eru örlítið frábrugðnar stálframleiðslu-járnblendiofnum leggja meiri áherslu á oxunarþol og langan endingartíma vegna stöðugrar notkunar- en grundvallarefniskostir grafíts eru þeir sömu.
Mynd 1: Grafít rafskaut í notkun inni í ljósbogaofni, sem framkallar hitastig yfir 3.000 gráður til að bræða brotajárn til framleiðslu á endurunnu stáli.
Framleiðsla á grafít rafskautum er háþróað,-margþrepa ferli. Hágæða-nálakók (fyrir UHP-flokka) eða venjulegt jarðolíukoks er mulið, stærðað og blandað saman við bindiefni úr koltjörubiki. Blandan er pressuð út í sívalur grænan hluta, síðan bökuð við ~1.000 gráður til að kolsýra bindiefnið. Hár-afköst flokkar gangast undir lofttæmi gegndreypingu til að auka þéttleika og styrk, fylgt eftir með annarri bakstur. Síðasta og orkufrekasta-skrefið er grafítgerð, þar sem rafskaut eru hituð í um það bil 3.000 gráður í Acheson ofnum, sem umbreytir formlausu kolefnisbyggingunni í skipað kristallað grafít. Loka CNC vinnsla framleiðir nákvæmar snittari tengingar fyrir geirvörtusamsetningu.
Mynd 2: Þriggja-fasa skýringarmynd af rafbogaofni sem sýnir uppsetningu grafít rafskauta og lykilhluta ofnsins. Heimild: Resonac.
Huixian Jincheng slípiefni og grafítmótverksmiðjanýtir sér 40+ ára sérfræðiþekkingu á grafítvinnslu til að framleiða há-grafítrafskautaeyðublöð og sérsniðna rafskautsíhluti fyrir málmvinnslu. Fyrirtækið var stofnað árið 1984 í Huixian-borg, Henan-héraði, og framleiðir úrval af málmvinnslu grafítvörum með duftþjöppunarmótun, lofttæmi gegndreypingu og nákvæmni vinnsluferla sem eru fínstillt fyrir há-iðnaðarumhverfi.
Jincheng grafít framleiðir rafskauts-grafítefni með hágæða hráefni, þar á meðal mótað grafít og jafnstöðugrafít, sérsniðið að sérstökum kröfum um straumþéttleika og hitastig. Duftmótunarferli fyrirtækisins beitir þrýstingi upp á 10–90 MPa til að mynda þéttar, einsleitar grafíteyður með samkvæmum byggingareiginleikum. Margar lofttæmi gegndreypingarlotur með fenólplastefni eða koltjörubiki auka þéttleika, draga úr gljúpu og bæta oxunarþol-lengja endingartíma rafskauta og draga úr neysluhlutfalli á hvert framleitt tonn af málmi.
Með yfir 50 CNC vinnslustöðvar á aðstöðu sinni, getur Jincheng Graphite unnið grafít rafskaut og rafskautsíhluti allt að 1.000 mm í hámarksvídd. Fyrirtækið sérhæfir sig í sérsniðnum-stærðum rafskautum, sérstökum-prófílrafskautum og rafskautstengihlutum fyrir sérhæfða málmvinnsluofna sem nota ekki venjulegar rafskautastærðir. Þessi aðlögunargeta þjónar steypum, járnbræðsluverksmiðjum og rafgreiningaraðgerðum með sjaldgæfum jarðvegi með sérstökum kröfum um ferli.
Gæðatrygging er mikilvæg fyrir rafskaut í málmvinnslu þar sem ótímabært brot eða óhófleg neysla hefur bein áhrif á framleiðslukostnað og spennutíma ofnsins. Jincheng grafít útfærir alhliða prófun, þar með talið magnþéttleikamælingu, rafviðnámsprófun, þrýstistyrksmat og sannprófun á frammistöðu hitaáfalls. Sérhver lota er rekjanleg í gegnum framleiðsluferlið, sem tryggir stöðug gæði fyrir langtíma-viðskiptavini.
Þegar horft er fram á veginn munu nokkrir straumar í iðnaði móta eftirspurn eftir grafít rafskautum. Hnattræn umskipti í átt að lægri-kolefnisstálframleiðslu eru ívilnandi fyrir rafbogaofnaleiðir, sem nota meira endurunnið rusl og mynda minni losun en háofnar-eykur beint eftirspurn eftir grafít rafskautum á hvert tonn af framleitt stáli. Vöxtur í rafknúnum ökutækjum og endurnýjanlegri orku ýtir undir eftirspurn eftir járnblendi og kísilmálmi sem notaður er í rafhlöður, mótora og sólarrafhlöður. Og stöðugar endurbætur á rafskautatækni-þar á meðal efnum með meiri-þéttleika, fínstilltu samskeyti og andoxunarhúð-mun hjálpa málmvinnsluaðilum að draga úr neysluhraða og bæta framleiðni ofna. Fyrir grafítframleiðendur eins og Jincheng Graphite styðja þessi þróun viðvarandi eftirspurn eftir hágæða málmvinnslurafskautsvörum.
