Vrste grafitnih elektrod

Glede na različne uporabljene surovine in razlike v fizikalnih in kemijskih kazalcih končnih izdelkov so grafitne elektrode razdeljene v tri vrste: navadne grafitne elektrode (razred RP), grafitne elektrode visoke moči (razred HP) in ultra- visoko zmogljive grafitne elektrode (razred UHP).

To je zato, ker se grafitne elektrode v glavnem uporabljajo kot prevodni materiali za elektroobločne jeklarske peči. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja je mednarodna jeklarska industrija z električnimi pečmi razvrstila elektroobločne jeklarne peči v tri kategorije glede na vhodno moč transformatorjev na tono zmogljivosti peči: navadne električne peči (peči RP), električne peči velike moči (peči HP), in električne peči ultra visoke moči (UHP peči). Vhodna moč transformatorja z zmogljivostjo 20 ton ali več na tono električne peči navadne moči je na splošno okoli 300 kW/t; Električna peč visoke moči ima kapaciteto okoli 400kW/t; Električne peči z vhodno močjo 500-600kW/t pod 40t, 400-500kW/t med 50-80t in 350-450kW/t nad 100t se imenujejo električne peči z ultra visoko močjo. V poznih osemdesetih letih prejšnjega stoletja so gospodarsko razvite države opustile veliko število malih in srednje velikih navadnih električnih peči z zmogljivostjo manj kot 50 ton. Večina novozgrajenih električnih peči je bila velikih električnih peči ultra velikih moči z zmogljivostjo 80-150 ton, vhodna moč pa je bila povečana na 800 kW/t. V zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja so nekatere električne peči z ultra visoko močjo dodatno povečali na 1000–1200 kW/t. Grafitne elektrode, ki se uporabljajo v električnih pečeh visoke in ultra visoke moči, delujejo pod strožjimi pogoji. Zaradi znatnega povečanja gostote toka, ki prehaja skozi elektrode, se pojavijo naslednje težave: (1) temperatura elektrode se poveča zaradi toplotnega upora in toka vročega zraka, kar povzroči povečanje toplotnega raztezanja elektrod in spojev ter povečanje porabe elektrod pri oksidaciji. (2) Temperaturna razlika med središčem elektrode in zunanjim krogom elektrode se poveča, zato se ustrezno poveča tudi toplotna obremenitev, ki jo povzroči temperaturna razlika, zaradi česar je elektroda nagnjena k pokanju in luščenju površine. (3) Povečana elektromagnetna sila povzroča močne vibracije, pri močnih vibracijah pa se poveča verjetnost zloma elektrode zaradi ohlapnih ali odklopljenih povezav. Zato morajo biti fizikalne in mehanske lastnosti visokozmogljivih in ultrazmogljivih grafitnih elektrod boljše od običajnih močnostnih grafitnih elektrod, kot so nižja upornost, večja nasipna gostota in mehanska trdnost, nižji koeficient toplotnega raztezanja in dobra odpornost na toplotni udar.