關(guān)于高功率石墨電極的線膨脹系數(shù),高功率石墨電極及超高功率石墨電極使用時(shí)通過電流密度較大,因此石墨電極所承受的熱應(yīng)力也相應(yīng)增加,為了緩和提高電流密度后而急劇增加的熱應(yīng)力,因此要求電極的線膨脹系數(shù)盡可能低一些,接頭的線膨脹系數(shù)應(yīng)該略低于本體的線膨脹系數(shù)。1992年發(fā)布的中國(guó)高功率和超高功率石墨電極質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(YB4089-92,YB4090-92)把接頭坯料的線膨脹系數(shù)規(guī)定得比電極本體高如超高功率石墨電極本體的線膨脹系數(shù)定為不大于1.4×10/℃(測(cè)定溫度為100~600),而接頭的線影脹系數(shù)定為不大于1.6×10·℃,這樣規(guī)定是不合理的,美國(guó)聯(lián)合炭素公司生產(chǎn)的超高功率石墨電極的產(chǎn)品樣本上列舉的典型性質(zhì)表中,直徑500~700m本體的線膨脹系數(shù)為(0.2~0.6)×0/C(測(cè)定溫度為30~100c),接頭的線膨脹系數(shù)為(0.0.4)×10/℃石墨電極的線膨脹系數(shù)主要與采用的原料質(zhì)量有關(guān),普通級(jí)別的石油焦石墨化后的線膨脹系數(shù)比較大,不同產(chǎn)地的石油焦線膨脹系數(shù)也有差別,如有可能應(yīng)對(duì)原料石油焦進(jìn)行優(yōu)選,中國(guó)線膨脹系數(shù)較低的石油焦是用大慶原油生產(chǎn)的石油焦。

其次,線膨脹系數(shù)與石墨化溫度有關(guān),所以即使生產(chǎn)普通功率石墨電極石墨化的溫度也不應(yīng)低于2500℃,特別是接頭坯料的石墨化溫度還應(yīng)當(dāng)高一些,這樣做不僅是為了降低電阻率,而且也是為了降低線膨脹系數(shù)。目前我國(guó)石墨化爐多為愛奇遜石墨化爐,在通電后的爐芯各部位溫差較大,因此同一爐產(chǎn)品的電阻率差別也比較大,同一根接頭坯料加工得到的幾個(gè)接頭的電阻率也有差別,所以接頭線膨脹系數(shù)的波動(dòng)范圍比較大,不能確保接頭的線膨脹系數(shù)定低于高功率石墨電極本體的線膨脹系數(shù)。如果接頭的軸向線膨脹系數(shù)大于電極本體的軸向線膨脹系數(shù),通電后因膨脹量的不同而造成上下電極的接觸端面間隙增大、這是接頭在碰撞下容易折斷的重要原因之一,接頭的徑向線膨脹系數(shù)大于高功率石墨電極本體的徑向線膨脹系數(shù)就可能導(dǎo)致電極本體接頭孔脹裂。

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