Графитированный электрод ЭГ-15

Назначение и область применения графитированных электродов ЭГ-15

Графитированный электрод ЭГ-15 — расходный токопроводящий элемент цилиндрической формы, предназначенный для дуговых сталеплавильных, руднотермических, ферросплавных и рафинировочных электропечей. Основная функция — создание и поддержание электрической дуги между электродом и расплавом, обеспечивающей нагрев и плавку шихты.

Типичные установки, в которых применяются электроды ЭГ-15:

• дуговые сталеплавильные печи (ДСП) переменного тока малой и средней мощности;
• руднотермические печи для выплавки ферросплавов;
• рафинировочные и ковшевые установки;
• электропечи для плавки цветных металлов и специальных сплавов;
• установки дуговой резки металла (электроды диаметром 25 мм, длиной 500 мм).

Электроды изготавливают на основе нефтяного кокса со связующим из каменноугольного пека. После прессования и обжига заготовки проходят высокотемпературную термообработку при 2 000–3 000 °C (графитацию), в результате которой формируется кристаллическая структура графита с низким удельным электросопротивлением и высокой термостойкостью.

Расшифровка обозначения: что означает цифра в марке ЭГ-15

Маркировка по ТУ 48-12-52-88 строится по схеме ЭГxx, где:

• Э — электрод;
• Г — графитированный;
• 15 — допустимая плотность тока в период плавления, А/см².

По ТУ 48-12-52-88 выпускаются следующие марки:

• ЭГ30, ЭГ25, ЭГ15 — для электродов диаметром 75–200 мм;
• ЭГ25, ЭГ20, ЭГ15, ЭГ10 — для электродов диаметром 250–400 мм.

Таким образом, ЭГ-15 рассчитан на допустимую плотность тока до 15 А/см² (250–400 мм) и до 30 А/см² (75–200 мм) в период плавления. Более высокая плотность тока возможна у марок ЭГ-20 и ЭГ-25, которые достигаются за счёт более высокой степени графитации и, соответственно, более низкого УЭС.

В международной классификации (ГОСТ Р МЭК 60239-2014) электрод класса ЭГ соответствует марке RP (Regular Power) — электроды обычной мощности для дуговых печей с токовой нагрузкой менее 30 кА. Смежные международные классы: HP (повышенная мощность), SHP, UHP — реализованы в отечественных аналогах ЭГП, ЭГПК, ЭГСП соответственно.

Также допускается выпуск электродов без химически активных веществ (ХАВ) — в этом случае к марке добавляется буква «Б» (ЭГ15Б). Такие электроды допускают снижение плотности тока в период плавления до 15% при неизменных физико-механических показателях.

Технические характеристики электрода ЭГ-15 по ТУ 48-12-52-88

ТУ 48-12-52-88 нормирует удельное электрическое сопротивление (определяет марку электрода) и механическую прочность. Химический состав характеризуется зольностью и содержанием летучих веществ.

Показатель	Ед. изм.	Диаметры 75–200 мм	Диаметры 250–400 мм
Удельное электрическое сопротивление (УЭС), не более	мкОм·м	12	10
Предел прочности на изгиб, не менее	МПа	7,1	6,4
Предел прочности на разрыв, не менее	МПа	3,4	2,9
Объёмная плотность, не менее	г/см³	1,61	1,59
Зольность, не более	%	0,4
Летучие вещества, не более	%	1,0

Примечание: УЭС электрода нормируется по ГОСТ 23776-79, механическая прочность — по ГОСТ 23775-79. Приведены нормативные значения для марки ЭГ-15; фактические значения конкретной партии указываются в сертификате.

Объёмная плотность позволяет рассчитать массу электрода: масса (кг) = плотность (г/см³) × объём (см³). Например, электрод диаметром 300 мм длиной 1500 мм имеет объём около 106 000 см³ и массу порядка 168 кг (с учётом ниппельных гнёзд — несколько меньше).

Размеры и комплектация ниппелями

По ТУ 48-12-52-88 регламентированы диаметры от 75 до 400 мм; по более современным ТУ 1911-109-052-2010 диапазон расширен до 750 мм. Длина — до 2 400 мм в зависимости от диаметра. Стандартные типоразмеры по ТУ 48-12-52-88:

Диаметр, мм	Номинальная длина, мм	Тип ниппельного соединения
75; 100	1 100	Трапецеидальная цилиндрическая резьба
125; 150	1 200	Трапецеидальная цилиндрическая резьба
200	1 500	Трапецеидальная цилиндрическая резьба
250; 300; 350; 400	1 500 (+600 / −200)	Коническая резьба

Каждый электрод поставляется в комплекте с одним ниппелем. Ниппели изготавливаются марок Н, НУ (улучшенный) и НП (перспективный) — с повышенными физико-механическими показателями. УЭС ниппеля не должно превышать УЭС электрода. Ниппели могут поставляться отдельно от электродов по согласованию с потребителем.

Ниппельное соединение формирует электродную колонну — вертикальный составной стержень, наращиваемый по мере расхода электрода в процессе плавки. Это позволяет непрерывно подводить ток к расплаву без остановки печи.

Наиболее востребованный типоразмер в практике ферросплавных и дуговых печей — диаметр 100–300 мм; для дуговой резки применяют электроды диаметром 25 мм, длиной 500 мм.

Механизм расхода электродов в процессе плавки

В процессе эксплуатации графитированный электрод расходуется по двум механизмам:

• Боковой износ (окисление) — взаимодействие углерода электрода с кислородом атмосферы при температурах выше 400–600 °C. Это основная статья потерь. Скорость бокового окисления зависит от температуры в рабочем пространстве печи, расстояния свода до уровня расплава и эффективности охлаждения электрода в зоне свода.
• Торцевой износ (сублимация) — испарение углерода в зоне горения дуги при сверхвысоких температурах.

При превышении допустимой токовой нагрузки возникает трещинообразование на торце электрода, что приводит к сколам и резкому увеличению расхода. Именно поэтому выбор марки по допустимой плотности тока (цифра в обозначении) является критически важным параметром при подборе электрода под конкретную печь.

Для минимизации расхода на дуговых агрегатах «печь-ковш» применяют ниппели марок НУ и НП с повышенной прочностью. Подробнее о водоохлаждаемых исполнениях графитированных электродов — см. раздел водоохлаждаемые графитированные электроды.

Нормативная документация

• ТУ 48-12-52-88 — «Электроды графитированные диаметром 75–400 мм и ниппели к ним». Документ Министерства цветной металлургии СССР, действующий как НТД на производство.
• ТУ 1911-109-052-2010 — более современные ТУ на электроды диаметром 75–750 мм; расширяет типоразмерный ряд относительно ТУ 48-12-52-88.
• ГОСТ Р МЭК 60239-2014 — «Графитированные электроды для электродуговых печей. Размеры и обозначения». Устанавливает международную классификацию (RP, HP, SHP, UHP) и геометрические параметры.
• ГОСТ Р 56973-2016 — «Графитированные электроды для электродуговых печей. Эксплуатация». Регламентирует правила хранения, сборки, монтажа и режимы токовой нагрузки.
• ГОСТ 23775-79 — метод испытания на прочность при изгибе, разрыве и сжатии.
• ГОСТ 23776-79 — метод измерения удельного электрического сопротивления.

Выдержка из ТУ 48-12-52-88 приведена ниже:

графит ЭГ-15 ТУ 48-12-52-88

Электроды графитированные ЭГ-15: условия поставки

Поставка осуществляется партиями от одного электрода; ниппели включены в комплект либо поставляются отдельно. Возможна поставка по ТУ 48-12-52-88 и ТУ 1911-109-052-2010. Объём, диаметры и типоразмеры — по заявке. Электроды по отечественным ТУ обозначаются как ЭГ-15; по международной классификации (ГОСТ Р МЭК 60239-2014) — класс RP. Об электродах класса RP международного производства см. страницу ЭГ-RP графит.

Для получения информации о наличии, диаметрах и сроках поставки — заполните заявку на сайте или направьте запрос по реквизитам в разделе «Контакты».