الکترود های کوره قوس الکتریکی

لینک دانلود کل مطلب و تصاویر 30 صفحه -5 مگابایت

الکترود های کوره قوس الکتریکی
نمونه از الکترود کوره قوس الکتریکی
الکترودها
کار الکترودها انتقال جريان از بازوهای الکترود به بار کوره از طريق ايجاد قوس الکتريکي است.
الکترودهای گرافيتی و زغالی ازمهمترين مواد مصرفی در کوره قوس محسوب می شود که تأثير زيادی بر کيفيت مذاب و توليد محصول داشته و از نظر اقتصادی نيز سهم قابل توجهی از هزينه ها را به خود اختصاص می دهد.
لذا يک الکترود خوب بايد خواصی به شرح زير داشته باشد :
هدايت الکتريکی خوب
مقاومت مکانيکی بالا
مقاومت در مقابل اکسايش به ويژه در درجه حرارت ذوب
حاوی حداقل مواد مضر مانند گوگرد و...
تهيه ارزان قيمت آنها 
در صنعت سه نوع الکترود مورد مصرف قرار می گيرد که به ترتيب عبارتند از :
الکترودهای زغالی
الکترودهای گرافيتی
الکترود زينتر شده
کاربرد اين نوع الکترودها (الکترودهای زينتر شده) که معمولاً درمحل مصرف ساخته  می شوند در ارتباط با توليد انبوه فولاد يا فروآلياژها می باشد.
تعویض و جابجائی الکترودها
در حين عمل کوره ، الکترودها در نتيجه اکسيداسيون ، تصعيد و شکستگي از بين مي روند ، در نتيجه تعويض مرتب آنها ضروری است. بخش انتهايي هر يک از الکترودها دارای يک سرپيچ گرد مخروطی شکل است که در داخل آن مي توان يک مغزی پيچ داد.
برای تعويض يک الکترود, نخست سرپيچ را با استفاده از يک لوله دمنده هوا و در صورت لزوم به وسيله يک برس سيمی به دقت تميز می کنند (شکل 6-2) "سرقیفی يا مغزی" را بعد از تميز کردن سرپيچ, در داخل سرپيچ الکترود جديد پيچ می دهند, و سپس به ميزان  دور, پيچ آن را شل می کنند که در حين کار فشار متعادل برقرار باشد.
آنگاه, يک سرپيچ فولادی که برای بالا بردن به کار می رود به انتهای پيچ دار الکترود متصل می گردد و اين مجمومه به وسيله جرثقيل بلند می شود, در حين جابجا کردن بايد کمال دقت را به عمل آورد که مغزی و لبه خارجی الکترود کوچک ترين آسيبی نبينند.
الکترود جديد در بالای سرپيچ الکترود ديگر, به صورت معلق آويزان شده, و با استفاده از يک " فاصله انداز" و يک "هادی" برای جولگيری از هر نوع آسيب, آن را در محل خود پيچ داده و با استفاده از يک آچار " گشت آور" آن را کاملاً محکم می کنند. نکته مهم اين است که اتصال با "گشت آوری" محکم می گردد که به وسيله کارخانه سازنده توصيه می شود, زيرا در اتصال های سست, جريان به جای اينکه از تمام الکترود عبور کند, تنها از مغزی عبور می نمايد. و به اين ترتيب باعث افت زياد انرژی الکتريکی می شود, در حالی که بيش از حد محکم کردن الکترود نيز منجر به شکاف برداشتن آن در ناحيه گردن می گردد.
اهميت اتصالهای محکم, در صرفه جويي مصرف انرژي است, در صورت سست بودن, مقاومت افزايش يافته که منجر به گرم شدن اتصال می شود و در نتيجه اکسيداسيون سطح الکترودها بيشتر شده که منتهی به کاهش سطح تماس و افزايش مقاومت می گردد. الکترودها به هنگام کار کوره همواره در معرض ضربه و لرزش قرار دارند و مخصوصاً در هنگام تخليه مذاب و تخليه سرباره که کوره خم و راست مي شود, اتصال سست, رفته رفته سست تر خواهد شد و بتدريج سطح تماس کمتری برای محکم گرفتن اتصال باقی خواهد ماند.
وقتی تمام يا بخش زيادی از جريان از مغزی عبور کند, مقاومت آن بيش از حد بالا رفته و شروع به داغ شدن و انبساط می کند و در نتيجه سرپيچ ترک خورده و منجر به از کار انداختن کامل اتصال می گردد. اگر مواد زائدی در اتصال گير کرده باشد, ميزان مقاومت در آن نقطه بالا می رود و اين نيز به نوبه خود منجر به بيش از حد گرم کردن همان محل شده که اشکالات بعدی را به همراه خواهد داشت. بهترين روش و طرز کار با اکترودها در توضيحات و شکلهای مربوطه در شکل (6-2), خلاصه شده اند. گران بودن اکترودها اهميت استفاده از روشهای پشرفته تر را در کاربرد آنها ايجاب می کند.
مصرف الکترود ها
الکترود به دو شيوه مصرف می شود :
- مصرف جانبی ناشی از اکسايش, که به لاغر شدن ستون, به سوی نوک الکترود, می انجامد.
- مصرف نوک الکترود. 
داده های فراوانی دربارة سايش نوک و جوانب الکترود يافت می شود. آهنگ سايش بر حسب کيلوگرم گرافيت در ساعت بر متر مربع ( بر متر مربع سطح جانبی برای سايش  جانبی, و متر مربع سطح نوک برای سايش نوک) بيان می شود.
اگر چه کاربرد و اتصال صحيح الکترودها, مصرف آنها را تا حدی کاهش می دهد, معهذا سايش الکترودها به علت تبخير در انتهايي که قوس الکتريکی بر قرار می شود و نيز طرفين جانبی آن در نتيجه اکسيداسيون جوّ کوره و سرباره همچنان ادامه خواهد داشت. در نتيجة تبخير, فرسايش قسمت انتهايي تقريباً به ميزان 6 درصد الی 30 درصد خواهد بود در حالي که فرسايش بر اثر اکسيداسيون سطوح جانبی 70 درصد کل فرسايش است. ميزان اين فرسايش به نسبت شدت جريان در واحد سطح خواهد بود. از اين رو, اگر بتوان ميزان اکسيداسيون سطوح جانبي را کاهش داد, فرسايش الکترود نيز به همين ميزان کاهش خواهد يافت و می توان از توانهايي با شدت جريان زياد بهره گرفت بدون اينکه نيازی به افزايش قطر الکترودها باشد.
الکترود های پوشش دار
اخيراً الکترودهاي پوشش داری به بازار عرضه گرديده است, يک پوشش مفيد و موفق بايد دارای شرايط زير باشد:
الف - حائلی بين گرافيت و جوّ کوره به وجود آورد تا مانع اکسيداسيون شود.
ب - در بر خورد با سرباره مقاوم باشد.
ج - در مقابل الکتريسيته مقاومت کمتری داشته باشد تا تماس بين گيره نگهدارنده الکترود و خود الکترود برقرار و حفظ گردد.
د - از نظر قيمت آن قدر گران نباشد که کاربرد آن را که به منظور کاهش هزينه توليد انجام می گيرد, منتفی سازد.
عموما دو نوع پوشش خصوصيات مذکور را دارد:
1- سطح خارجی الکترود به طرق گوناگون روکش فلزی شده باشد, موفق ترين مواد برای اين نوع پوشش, آلومينيم و يا مخلوطی از آلومينيم و کاربيد سيلسيم است.
2- سطح خارجی اکترود با مواد شيميايي از جمله, نمکهای باريم, اسيدبوريک, بوراکس و يا ترکيبی از اين مواد با مواد ديگر تلقيح شده باشد.
استاندارد و کیفیت الکترود ها
آزمايشهاي مقاومت کششی, مقاومت الکتريکی و اشعه ايکس معيارهايي هستند که معمولاً برای تائيد کاربرد الکترودها استفاده می شوند. از آنجا که مقاومت الکتريکي, ساده ترين آزمايش غير مخرب بوده و به منظور کنترل کيفيت, مورد استفاده قرار می گيرد, آزمايش يک نمونه سالم, مقاومت الکتريکي 15 ميکرو اهم سانتيمتر را در جهت طول, ارائه می دهد ولی اصولاً حد تغييرات قابل قبول برای الکترودهای سالم حداقل 12 و حداکثر 22 ميکرو اهم سانتيمتر است. الکترودهايي که مقدار مقاومت آنها خارج از محدودة اين دو رقم باشد, احتمالاً در حين کار با سرعت زيادی سائيده می شوند. بدليل وجود شکاف و هوا در اتصالات, مقاومت در اين نقاط بيشتر از مقاومت مناطق دیگر الکترود است.