Typy grafitových elektród

Podľa rôznych použitých surovín a rozdielov vo fyzikálnych a chemických ukazovateľoch hotových výrobkov sa grafitové elektródy delia na tri druhy: bežné výkonové grafitové elektródy (trieda RP), vysokovýkonné grafitové elektródy (trieda HP) a ultra- vysokovýkonné grafitové elektródy (trieda UHP).

Je to preto, že grafitové elektródy sa používajú hlavne ako vodivé materiály pre elektrické oblúkové pece na výrobu ocele. V 80. rokoch 20. storočia medzinárodný oceliarsky priemysel elektrických pecí klasifikoval elektrické oblúkové oceliarske pece do troch kategórií na základe príkonu transformátorov na tonu kapacity pece: bežné elektrické pece (RP pece), vysokovýkonné elektrické pece (HP pece), a elektrické pece s ultra vysokým výkonom (UHP pece). Vstupný výkon transformátora s kapacitou 20 ton alebo viac na tonu bežnej elektrickej pece je všeobecne okolo 300 kW/t; Výkonná elektrická pec má kapacitu okolo 400 kW/t; Elektrické pece s príkonom 500-600kW/t pod 40t, 400-500kW/t medzi 50-80t a 350-450kW/t nad 100t sa označujú ako elektrické pece s ultra vysokým výkonom. Koncom 80. rokov 20. storočia ekonomicky vyspelé krajiny vyradili z prevádzky veľký počet malých a stredných elektrických pecí s bežným výkonom s kapacitou menšou ako 50 ton. Väčšinu novovybudovaných elektrických pecí tvorili ultravysokovýkonné veľké elektrické pece s kapacitou 80-150 ton, pričom príkon bol zvýšený na 800 kW/t. Začiatkom 90-tych rokov sa niektoré elektrické pece s ultra vysokým výkonom ďalej zvýšili na 1000-1200 kW/t. Grafitové elektródy používané vo vysokovýkonných a ultravýkonných elektrických peciach pracujú za prísnejších podmienok. V dôsledku výrazného zvýšenia prúdovej hustoty prechádzajúcej elektródami vznikajú nasledovné problémy: (1) teplota elektród sa zvyšuje v dôsledku odporového tepla a prúdenia horúceho vzduchu, čo má za následok zvýšenie tepelnej rozťažnosti elektród a spojov, ako aj zvýšenie oxidačnej spotreby elektród. (2) Teplotný rozdiel medzi stredom elektródy a vonkajším kruhom elektródy sa zvyšuje a zodpovedajúcim spôsobom sa zvyšuje aj tepelné napätie spôsobené teplotným rozdielom, čím je elektróda náchylná na praskanie a odlupovanie povrchu. (3) Zvýšená elektromagnetická sila spôsobuje silné vibrácie a pri silných vibráciách sa zvyšuje pravdepodobnosť zlomenia elektródy v dôsledku uvoľnených alebo odpojených spojení. Preto musia byť fyzikálne a mechanické vlastnosti vysokovýkonných a ultravysokovýkonných grafitových elektród lepšie ako bežné výkonové grafitové elektródy, ako je nižší odpor, vyššia objemová hmotnosť a mechanická pevnosť, nižší koeficient tepelnej rozťažnosti a dobrá odolnosť proti tepelným šokom.