Grafiitelektroodide tüübid

Vastavalt kasutatud erinevatele toorainetele ning valmistoodete füüsikaliste ja keemiliste näitajate erinevustele jagatakse grafiitelektroodid kolme tüüpi: tavalised võimsusega grafiitelektroodid (RP klass), suure võimsusega grafiitelektroodid (HP klass) ja ultra- suure võimsusega grafiitelektroodid (UHP klass).

Selle põhjuseks on asjaolu, et grafiitelektroode kasutatakse peamiselt elektrikaarterase ahjude juhtivate materjalidena. 1980ndatel klassifitseeris rahvusvaheline elektriahjude terasetööstus elektrikaarterase valmistamise ahjud kolme kategooriasse, lähtudes trafode sisendvõimsusest ühe tonni ahju võimsuse kohta: tavalised elektriahjud (RP ahjud), suure võimsusega elektriahjud (HP ahjud), ja ülisuure võimsusega elektriahjud (UHP ahjud). 20-tonnise või suurema võimsusega trafo sisendvõimsus tavalise võimsusega elektriahju tonni kohta on üldjuhul umbes 300 kW/t; Suure võimsusega elektriahju võimsus on umbes 400 kW/t; Elektriahjusid, mille sisendvõimsus on 500–600 kW/t alla 40 t, 400–500 kW/t vahemikus 50–80 t ja 350–450 kW/t üle 100 t, nimetatakse ülisuure võimsusega elektriahjudeks. 1980. aastate lõpus kaotasid majanduslikult arenenud riigid järk-järgult turult suure hulga väikese ja keskmise suurusega tavalisi elektriahjusid, mille võimsus on alla 50 tonni. Valdav osa vastvalminud elektriahjudest olid ülivõimsad suured elektriahjud võimsusega 80-150 tonni ning sisendvõimsust tõsteti 800 kW/t-ni. 1990. aastate alguses tõsteti mõned ülivõimsad elektriahjud veelgi 1000–1200 kW/t-ni. Suure võimsusega ja ülisuure võimsusega elektriahjudes kasutatavad grafiitelektroodid töötavad rangemates tingimustes. Elektroode läbiva voolutiheduse olulise suurenemise tõttu tekivad järgmised probleemid: (1) elektroodide temperatuur tõuseb takistussoojuse ja kuuma õhuvoolu tõttu, mille tulemusena suureneb elektroodide ja liigeste soojuspaisumine, samuti elektroodide oksüdatsioonitarbimise suurenemine. (2) Temperatuurierinevus elektroodi keskpunkti ja elektroodi välisringi vahel suureneb ning vastavalt suureneb ka temperatuuride erinevusest tingitud termiline pinge, mistõttu elektrood on altid pragunemisele ja pinna koorumisele. (3) Suurenenud elektromagnetiline jõud põhjustab tugevat vibratsiooni ja tugeva vibratsiooni korral suureneb elektroodide purunemise tõenäosus lahtiste või lahtiühendatud ühenduste tõttu. Seetõttu peavad suure võimsusega ja ülisuure võimsusega grafiitelektroodide füüsikalised ja mehaanilised omadused olema paremad kui tavaliste võimsusega grafiitelektroodide omadused, näiteks madalam takistus, suurem puistetihedus ja mehaaniline tugevus, madalam soojuspaisumistegur ja hea soojuslöögikindlus.