ЭГ-20 графит

Графит ЭГ-20 (международное обозначение ЭГ-RP) — марка графитированных электродов обычной мощности, предназначенных для дуговых электропечей с плотностью тока до 20 А/см². По классификации ГОСТ Р 57613-2017 маркировка расшифровывается следующим образом: Э — электрод, Г — графитированный, RP (Regular Power) — тип потребляющих печных агрегатов низкой мощности. Цифра 20 в обиходном обозначении указывает на допустимую плотность тока в период плавления.

Электроды этой марки нашли применение на сталеплавильных, ферросплавных, рафинировочных и руднотермических печах, а также в агрегатах «печь-ковш». Ниже подробно рассмотрены физико-механические свойства, размерный ряд, конструктивные особенности ниппельных соединений и условия эксплуатации.

Маркировка и классификация графитированных электродов ЭГ-RP

Согласно ГОСТ Р 57613-2017, графитированные электроды подразделяются на четыре марки в зависимости от сырья, технологии производства и типа печных агрегатов:

В расшифровке дополнительных обозначений: С — специальный, П — пропитанный, К — композитный. Марки ЭГ-10, ЭГ-15, ЭГ-25, ЭГ-30 обозначают электроды с различной допустимой плотностью тока в рамках одной технологической группы. ЭГ-20 — один из наиболее распространённых типоразмеров в линейке RP.

Физико-механические свойства электродов ЭГ-20 по ГОСТ Р 57613-2017

Нормируемые показатели электродов марки ЭГ-RP приведены в таблице 4 ГОСТ Р 57613-2017. Значения зависят от номинального диаметра электрода.

Удельное электрическое сопротивление

Предел прочности на изгиб

Объёмная плотность электродов ЭГ-RP

Среди дополнительных характеристик, контролируемых по ГОСТ: содержание зольных примесей — не более 0,5% (данные производителей, не нормировано в таблице ГОСТ для марки ЭГ-RP непосредственно). Модуль упругости — не более 9,3 ГПа.

Размерный ряд графитированных электродов ЭГ-20

Стандартные и рядовые размеры электродов ЭГ-RP определены в таблицах 1 и 2 ГОСТ Р 57613-2017.

Стандартные диаметры и длины

По согласованию с потребителем допускается поставка электродов рядовых размеров (обозначаются буквой Р перед диаметром) с уменьшенными допусками. Полный перечень стандартных и рядовых размеров приведён в ГОСТ Р МЭК 60239.

Конструкция ниппельных соединений электродов ЭГ-20

Графитированные электроды имеют цилиндрическую форму с резьбовыми ниппельными гнёздами на обоих торцах. Ниппели — соединительные элементы, которые свинчивают два электрода в электродную колонну для непрерывной подачи тока в печь.

Тип резьбы ниппельных соединений

Тип резьбы зависит от диаметра электрода:

Для электродов диаметром от 350 мм с конической резьбой типа Т4 предусмотрены два варианта глубины ниппельного гнезда: нормальные (тип N) и длинные (тип L). Длинные ниппели обеспечивают более надёжное соединение электродной колонны на сверхмощных печах.

Параметры ниппелей для электродов с цилиндрической резьбой

Ниппели к электродам диаметром 250 мм и более могут быть изготовлены с пылесборными пазами и укомплектованы стопорными пробками для исключения раскручивания при вибрации в процессе работы печи.

Физико-механические показатели ниппелей к электродам ЭГ-20

Ниппели для марки ЭГ-RP изготавливаются под маркой «Н» (ниппель обычный). Ниппели марки «НС» (ниппель специальный) предназначены для электродов более высоких классов мощности. Основные требования по ГОСТ Р 57613-2017:

Электросопротивление ниппеля не должно превышать электросопротивление самого электрода — это обязательное требование ГОСТ для обеспечения равномерного токоподвода по всей электродной колонне.

Область применения графита ЭГ-20 в промышленности

Электроды ЭГ-RP (ЭГ-20) предназначены для работы на следующих типах электротермического оборудования:

Помимо электродов, графит ЭГ используется для изготовления тиглей графитовых для плавки чёрных и цветных металлов, графитовых заготовок круглого и прямоугольного сечения для теплообменных аппаратов, работающих с агрессивными средами, а также блоков, втулок, пластин и фасонных деталей по индивидуальным чертежам.

Эксплуатационные свойства графитированных электродов ЭГ-20

Графит, прошедший полный цикл графитирования, приобретает ряд свойств, обеспечивающих его работоспособность в условиях электродуговых печей:

Высокая электропроводность позволяет эффективно передавать ток от трансформатора к зоне горения дуги. Термическая стойкость обеспечивает работу при температурах вплоть до сублимации графита (около 3400 °C в отсутствие кислорода). При этом графит — один из немногих материалов, у которого механические характеристики возрастают с повышением температуры.

Низкий коэффициент термического линейного расширения снижает риск растрескивания при термических ударах. Химическая инертность в восстановительной атмосфере печи и к расплавам металлов обеспечивает долговечность. Сравнительно невысокая объёмная плотность (1,54–1,67 г/см³) делает электроды относительно лёгкими, что облегчает монтаж электродной колонны.

Поведение электродов при эксплуатации

Расход графитовых электродов для дуговых печей определяется несколькими факторами: окислением боковой поверхности при контакте с атмосферой печи, сублимацией торцевой части в зоне дуги, механическими сколами при термических ударах и потерями в зоне ниппельных соединений. На практике расход ЭГ-RP выше, чем у марок HP и UHP, что компенсируется их более низкой стоимостью.

Электродная колонна обычно состоит из двух–трёх последовательно свинченных электродов. Наращивание производится по мере расхода нижнего электрода. Токопроводность колонны напрямую зависит от качества свинчивания ниппельных соединений — недотянутый стык ведёт к локальному перегреву и разрушению.

Условное обозначение и порядок заказа электродов ЭГ-RP

Пример условного обозначения при заказе по ГОСТ Р 57613-2017: ЭГ-RP 400×2100×222T4N, где 400 — номинальный диаметр (мм), 2100 — номинальная длина (мм), 222 — диаметр ниппеля (мм), T4 — тип резьбы (4 витка на дюйм), N — нормальная длина ниппеля.

Каждый электрод поставляется в комплекте с одним ниппелем. Электроды диаметром 250–750 мм отгружаются с вкрученным ниппелем с одной стороны. По согласованию допускается поставка электродов отдельно от ниппелей.

Требования к приёмке и контролю качества

Электроды принимаются партиями. За партию считают количество заготовок одной кампании графитации — то есть одной загрузки графитировочной печи, обработанной по единому технологическому режиму.

По ГОСТ Р 57613-2017 контролируются:

На поверхности электрода не допускаются: сколы кромок торца глубиной более 8 мм (суммарная длина более 40 мм), поверхностные дефекты глубиной более 8 мм и длиной более 20 мм, трещины (за исключением структурных трещин шириной до 0,3 мм вокруг зёрен).

Транспортировка и хранение электродов ЭГ-20

Графитированные электроды — хрупкие изделия, требующие аккуратного обращения при погрузочно-разгрузочных работах. Основные правила:

Торец электрода и ниппельное гнездо (в том числе с вкрученным ниппелем) защищаются специальными заглушками из полистирола или иных упаковочных материалов. При транспортировке категорически не допускается повреждение резьбового профиля и торцевой поверхности — это приводит к дефектам ниппельного соединения и разрушению электродной колонны в печи.

На электродах диаметром 250 мм и более наносится белая линия в районе дна ниппельного гнезда, обозначающая зону зажима стыка электродов в электрододержателе. Гарантийный срок хранения электродов и ниппелей не устанавливается — при соблюдении условий хранения по ГОСТ 15150 графит сохраняет свои свойства неограниченно.

Эксплуатация электродов: рекомендации по ГОСТ Р 56973

Правила эксплуатации графитированных электродов регламентированы ГОСТ Р 56973. Ключевые моменты, влияющие на срок службы электродной колонны:

Свинчивание электродов и ниппелей должно выполняться с контролируемым крутящим моментом. Недостаточный момент затяжки вызывает люфт в соединении, перегрев стыка и его разрушение. Чрезмерная затяжка может привести к растрескиванию гнезда. Перед свинчиванием рекомендуется очистка резьбы от графитовой пыли.

При наращивании электродной колонны следует проверять отклонение от соосности — оно не должно превышать 1,5 мм. Зажим электродного стыка в электрододержателе выполняется строго в зоне, отмеченной белой линией.

Формы поставки изделий из графита ЭГ-20

Помимо электродов, из графита марки ЭГ изготавливается широкий ассортимент изделий для промышленного применения:

Электроды с ниппелями — основная форма поставки для электрометаллургических предприятий. Графитовые заготовки круглого сечения (кругляк) — для механической обработки и производства деталей по чертежам заказчика. Прямоугольные заготовки и блоки — для теплообменных аппаратов и оборудования химической промышленности. Втулки, кольца, пластины — типовые детали для парожидкостных аппаратов, работающих с агрессивными средами. Фасонные изделия — по индивидуальным чертежам для конкретных технологических задач.

Нормативная база для графитированных электродов

Основные действующие стандарты, регулирующие производство, контроль и эксплуатацию графитированных электродов: