Ano ang Graphite Electrode?

Ang mga graphite electrode ay mga mahalagang bahagi ng kuryente sa mga proseso ng paggawa ng bakal sa electric arc furnace (EAF). Ipinapasa nila ang enerhiya ng kuryente sa furnace, na bumubuo ng isang mataas na temperatura na arc sa pagitan ng mga electrode at mga bakal na scrap. Ang matinding init na ito ay tinutunaw ang mga scrap na bakal, na nagbibigay-daan sa mas epektibong paggawa ng bakal.

Mga Uri at Katangian 

Sa paggawa ng bakal sa electric arc furnace (EAF), ang mga graphite electrode ay nahahati sa tatlong grado batay sa mga pangangailangan ng kuryente: Regular Power (RP), High Power (HP), at Ultra-High Power (UHP). Ang bawat uri ay may partikular na mga katangian upang matugunan ang mga pangangailangan sa operasyon sa proseso ng paggawa ng bakal.

1. Regular Power (RP) Graphite Electrodes

Ang mga RP electrode ay gawa mula sa standard-grade na petroleum coke at dumadaan sa graphitization sa mas mababang temperatura. Ang mga ito ay may mas mataas na electrical resistivity at mas mababang thermal shock resistance kumpara sa mga premium-grade na electrode. Karaniwang ginagamit ang mga ito sa mga operasyon ng EAF na may mababang hanggang katamtamang kuryente na hindi nangangailangan ng mataas na performance.

2. High Power (HP) Graphite Electrodes

Ang mga HP electrode ay gawa mula sa mataas na kalidad ng petroleum coke na pinagsama sa low-density needle coke, na nagbibigay ng mas mahusay na conductivity at lakas kumpara sa mga RP electrode. Ang pinahusay na microstructure ng mga ito ay nagpapahintulot ng mas mataas na current loads at mas mahusay na thermal stability, na ginagawa silang angkop para sa mga application ng EAF na may mataas na kuryente na nangangailangan ng higit na kahusayan.

3. Ultra-High Power (UHP) Graphite Electrodes

Ang mga UHP electrode ay ang pinakamataas na klase, na gawa mula sa premium na petroleum coke at high-density needle coke. Dumadaan ang mga ito sa matinding graphitization (2800–3000°C), na nagbibigay ng ultra-low electrical resistance, exceptional current density capacity, at superior thermal stress resistance. Ang mga electrode na ito ay dinisenyo para sa mga pinaka-demanding na operasyon ng EAF, kung saan nakakaranas ng matinding thermal at electrical loads.

Proseso ng Paggawa ng Graphite Electrodes

Ang mga graphite electrode ay ginawa mula sa premium petroleum coke at pitch coke bilang mga aggregate, na may coal tar pitch bilang binder.

Ang paggawa ng mataas na kalidad na graphite electrode ay kinabibilangan ng maraming mga tiyak na hakbang, kabilang ang calcination, crushing, mixing, Kneading, forming, baking, impregnation (opsyonal), graphitization, at machining. Narito ang detalyadong breakdown ng proseso ng paggawa.

1. Calcination

• Mga Materyales: Petroleum coke o pitch coke.
• Temperatura: Higit sa 1300°C.
• Layunin: Alisin ang mga volatile components, pataasin ang tunay na density, mechanical strength, at electrical conductivity.

Ang raw coke ay pinainit sa isang high-temperature furnace upang alisin ang moisture, sulfur, at iba pang impurities, na nagiging sanhi ng mas matatag na carbon structure.

2. Crushing, Screening & Mixing

Ang calcined coke ay pinipino at hinuhulma sa iba’t ibang particle sizes (coarse, medium, at fine fractions).

Isang bahagi ay ginugol sa fine powder.

Ang mga particle ay tumpak na tinimbang at hinalo ayon sa formulation.

3. Kneading (Paghahalo ng Binder)

• Ang tuyong pinaghalong ay pinainit at hinalo sa isang binder (karaniwang coal tar pitch) upang bumuo ng paste.
• Ang temperatura, oras ng paghahalo, at binder ay nakakaapekto sa kalidad ng paste at kalidad ng produkto.

4. Forming (Pag-mold)

• Ang paste ay binubuo ng “green” electrodes gamit ang:
• Extrusion (para sa cylindrical electrodes)
• Vibration Molding (para sa malalaking diameter na electrodes)
• Compression Molding (para sa mga espesyal na hugis)
• Ang mga green electrodes ay may mataas na density ngunit kailangan ng karagdagang heat treatment para sa structural stability.

5. Baking (Carbonization)

• Ang green electrodes ay pinapainit sa furnace sa 850–1000°C na may protective filler (coke o sand) upang maiwasan ang oxidation.
• Ang binder ay dumadaan sa carbonization, na nagiging isang solidong carbon matrix na nagdudugtong sa mga coke particles.
• Ang mga baked electrodes (na tinatawag nang “carbonized electrodes”) ay nakakamit ang mechanical strength.

6. Impregnation (Opsyonal – Para sa Mataas na Density na Electrodes)

• Para mapabuti ang density at strength, ang mga baked electrodes ay inilalagay sa isang autoclave kung saan ang likidong pitch o resin ay pinipilit pumasok sa mga pores sa ilalim ng mataas na presyon.
• Pagkatapos ng impregnation, ang mga electrodes ay dumadaan sa pangalawang baking upang i-carbonize ang impregnated binder.
• Ang prosesong ito ay maaaring ulitin 2-3 beses para sa ultra-high-density electrodes.

7. Graphitization

Ang mga carbonized electrodes ay ipinapasok sa graphitization furnace, tinatakpan ng insulator, at pinapainit sa 2000–3000°C gamit ang direct electric current (Acheson process o LWG method).

Sa matinding temperature na ito, ang amorphous carbon structure ay nagiging crystalline graphite lattice, na makabuluhang nagpapahusay sa:

• Electrical conductivity
• Thermal resistance
• Oxidation resistance

8. Machining (Final Processing)

• Ang mga graphitized electrodes ay tumpak na pinoproseso (turning, threading, at tapering) upang matugunan ang eksaktong dimensional tolerances.
• Ang mga surface treatment (halimbawa, anti-oxidation coatings) ay maaaring ilapat para mapabuti ang performance sa mga high-temperature applications.

Mga Application ng Graphite Electrodes

• Steelmaking (Electric Arc Furnaces)
• Steelmaking (Ladle Furnaces)
• Silicon & Phosphorus Production