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  超高功率石墨電極新標準分析

發布時間:2021/01/14

  超高功率石墨電極新標準分析


  超高功率石墨電極主要用作電弧爐的導電材料。目前國內生產超高功率石墨電極的主要企業有吉林碳素有限公司、方達碳素新材料技術有限公司、中國平煤神馬集團開封碳素有限公司、河南科豐碳素材料有限公司、山西西牧東海碳素材料有限公司等。2018年國內炭素行業產量268991 t,主要產品規格為直徑400 ~ 700 mm的超高功率石墨電極《YB/T4090—2015 超高功率石墨電極》新標準發布后,得到炭素企業和鋼鐵用戶的認可,獲得2019年第四屆吉林省標準創新貢獻獎二等獎?,F在,本文介紹主要技術內容的確定。


  1份工作簡介


  1.1任務來源


  根據工業和信息化部[2009]260號文件,吉林碳素有限公司等單位負責修訂《中華人民共和國鋼鐵冶金行業標準》《超高功率石墨電 極》,計劃編號為:2009-1976T-YB。


  1.2工作條件


  接到任務后,吉林炭素有限公司、開封炭素有限公司、中國平煤神馬集團、冶金工業信息標準研究院共同組建了標準起草修訂小組。通過調查研究和數據收集,并根據近年來超高功率石墨電極生產和使用的實際情況,標準編制小組于2014年4月完成了征求意見稿和編制說明,并發送給相關廠家和用戶征求意見,并在征求意見的基礎上形成了送審稿。


  2014年12月,國家鋼鐵標準化技術委員會碳素材料分會技術委員會在北京組織召開了標準審定會議,根據審定會議修改了內容,完成了標準報批稿。


  2015年7月,工業和信息化部發布2015年第49號公告,批準發布《YB/T 4090—2015 超高功率 石墨電極》標準,并于2016年1月1日實施。


  2主要技術指標的確定


  2.1標準范圍


  隨著碳素技術的發展,生產超高功率石墨電極的原料發生了很大的變化。因此,“本標準適用于以優質針狀焦為主要原料”修改為“本標準適用于以針狀焦和煤焦油瀝青為主要原料”。


  2.2參考標準


  (1)由于大部分電極生產廠家沒有進行整個石墨電極的彈性模量試驗,也沒有現場測量聲速,所以刪除了參考標準《GB/T 24210 整體石墨電極彈性模量試 驗 聲速法》。


  (2)參考標準修訂為最新的測試項目標準。


  2.3外觀、尺寸及允許偏差


  (1)將表1中的“長度”修改為“標稱長度”。(2)由于用戶使用的電爐容量不斷增加,根據IEC  60239—2005和SGL公司標準,本標準增加了750mm和800mm電極和接頭的外形尺寸。


  (3)為了符合IEC60239—2005國際標準,提高產品的通用性,將原標準中公稱直徑為350 mm的電極的最大實際直徑由357 mm修改為358mm;公稱直徑為700 mm的電極最小實際直徑由708 mm修改為710 mm,黑皮最小實際直徑由705 mm修改為707 mm。


  (4)由于市場需求2 700 mm,550mm焊條公稱長度增加2 700 mm。650毫米及以上的電極增加了兩個標準標稱長度,即2 000毫米和2 200毫米2。600毫米及以上的電極標稱長度增加了3 000毫米


  (5)為方便用戶,標稱長度為2 700 mm的最大標準長度偏差由原標準150 mm增加到200mm;標準標稱長度3 000毫米的允許偏差被確定為與標稱長度2 700毫米一致


  (6)為方便用戶,供貨中每批允許的短腳焊條不得超過15%,并修改為5%。見標準第3.3條。


  (7)為提高電極連接質量,提高產品的使用性能,兩電極連接處的端隙不大于0.4 mm,修改為0.05mm.見標準第3.5條。


  (8)增加了第3.6條“對電極規格有特殊要求的,由供需雙方協商解決”。


  2.4物理和化學指標


  (1)由于用戶要求的不斷提高,超高功率石墨電極的產品質量也在不斷提高。為了提高用戶性能,提高產品質量水平,更好地滿足用戶要求,對300 ~ 500mm超高功率石墨電極的部分指標進行了修訂。


  300 ~ 400 mm:電極的體積密度由1.65 g/cm3修正為1.67 g/cm3。接縫從1.72克/立方厘米修改為1.74克/立方厘米。


   450 ~ 500mm  :電極的體積密度由1.64 g/cm3修正為1.66 g/cm3。電極彎曲強度由10.0兆帕修正為10.5兆帕,電極電阻率由6.5 m修正為6.3 m;接頭的體積密度從1.70克/立方厘米修改為1.75克/立方厘米。接頭的彎曲強度從16.0兆帕修正為20.0兆帕.500mm及以下節理電阻率由5.5修正為5.3.


  由于使用了添加劑,灰分從0.3%修正為0.5%。


  (2)由于大型超高功率石墨電極的市場份額不斷增加,為了促進生產企業的發展,對550 ~ 800mm大型超高功率石墨電極的指標要求有所提高。


  修訂后的技術指標見表1(標準見表4)。


  畫


  2.5表面質量


  (1)將電極表面缺塊或孔的要求修改為“電極表面不超過兩個缺塊或孔,缺陷直徑10-20毫米,小于10毫米的除外,深度5-10毫米,小于5毫米的除外”。見標準第4.2.1條。


  (2)“電極表面不允許有橫向裂紋;寬度為0.3~1.0毫米的縱向裂縫,長度不超過80毫米,不超過兩個


  文章;而寬度小于0.3 mm的縱向裂紋不計算在內,修改為“電極表面不允許有裂紋”。見標準第4.2.4條。


  (3)增加“直徑550~800 mm的電極不允許有黑皮”。見標準第4.2.5條。


  2.6其他修改


  (1)由于測試方法和標準的不斷修訂和完善,章節序號會發生變化,因此將GB/T  24525中的“電阻率測量應按GB/T  24525第5節(石墨電極產品的現場測量)進行”修改為“電阻率測量應按GB/T  24525進行”。參見標準中的第5.1條。


  (2)修訂了該批接頭熱膨脹系數和每批取樣數量的檢驗規則。由于同品種同規格接頭的材料、配方、工藝控制基本穩定,熱膨脹系數指標相對穩定,“同品種同規格的電極每月至少測量一次;將“每爐應測量一次接頭”修改為“同一品種和規格的電極和接頭應至少每月測量一次”。見標準第6.3.1條。


  3)提供550 ~ 700mm超高功率石墨電極推薦允許電流負荷。標準見附錄a。


  3與國際指標的比較


  為了提高標準的水平、科學性和合理性,保證產品的通用性,標準編制小組系統收集了IEC  60239—2005、美國UCAR公司、德國SGL公司、日本東海炭素公司、昭和電氣、印度HEG公司等國際著名炭素企業的標準或產品樣本。經研究確定,超高功率石墨電極行業標準的電極和連接器尺寸及公差要求與IEC  60239-2005國際標準相當,部分公差要求高于IEC  60239-2005標準要求。理化指標等技術要求根據國內外企業標準和用戶使用情況綜合確定。4結束語


  (1)修訂后的標準提高了接頭的抗彎強度、體積密度等指標,確定了大型超高功率石墨電極的指標,提出了750 ~ 800mm電極的尺寸和公差要求,為炭素企業的生產和用戶提供了技術支持和質量保證,促進了超高功率石墨電極產品的升級和發展,增加了國產產品的市場份額,提高了企業的經濟效益。


  (2)根據生產和用戶使用的實際情況,尺寸和公差等效采用IEC  60239—2005國際標準,部分公差高于國際電工委員會標準,使標準更加科學合理。


  參考:


  朱海哲,賈,姚魯光,等. YB/T  4090-2015超高功率石墨電極 http://www.thelifeofkiley.com/cn/Newsb/view/id/621.html


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