A grafitelektróda magas{0}}hőmérsékletnek ellenálló, kőolajkokszból és aszfaltokokszból mint aggregátumból, kőszénkátrányból kötőanyagként, nyersanyag égetéssel, aprítással és őrléssel, adagolással, keveréssel, fröccsöntéssel, égetéssel, impregnálással, grafitozással és mechanikai feldolgozással készült, magas hőmérsékletnek ellenálló grafitanyagra utal. Mesterséges grafitelektródának (más néven grafitelektródának) nevezik, amely különbözik a természetes grafitból nyersanyagként előállított természetes grafitelektródától.
A grafitelektródákat főként kőolajkokszból és tűkokszból készítik nyersanyagként, kötőanyagként pedig kőszénkátrány szurkot. Kalcinálással, adagolással, keveréssel, öntéssel, pörköléssel, grafitozással és megmunkálással készülnek. Ezek olyan vezetők, amelyek elektromos energiát bocsátanak ki ív formájában egy elektromos ívkemencében a kemence anyagának felmelegítésére és megolvasztására. Minőségi mutatóik szerint normál teljesítményű grafitelektródákra, nagy-teljesítményű grafitelektródákra és ultra-nagy teljesítményű grafitelektródákra oszthatók.
A grafitelektródák gyártásának fő nyersanyaga a kőolajkoksz. A közönséges nagy teljesítményű grafitelektródákhoz kis mennyiségű aszfaltokoksz adható, és a kőolajkoksz és az aszfaltokoksz kéntartalma sem haladhatja meg a 0,5%-ot. Tűkokszra akkor is szükség van, ha nagy-teljesítményű vagy ultranagy teljesítményű grafitelektródákat gyártanak. Az alumínium anódok gyártásának fő nyersanyaga a kőolajkoksz, és a kéntartalmat 1,5–2%-ra szabályozzák. A kőolajkoksznak és aszfaltkoksznak meg kell felelnie a vonatkozó nemzeti minőségi előírásoknak.
A grafitelektróda előnyei
(1) Az öntőforma geometriájának növekvő összetettsége és a termékalkalmazások diverzifikációja magasabb követelményeket támaszt a szikrakészítő gépek kisütési pontosságával szemben. A grafitelektródák előnye, hogy könnyen megmunkálhatók, nagy a kisülési megmunkálási eltávolítási sebességük és alacsony a grafitveszteségük. Emiatt egyes csoportalapú szikragép-vevők elhagyták a rézelektródákat, és grafitelektródákra váltottak. Ráadásul egyes speciális alakú elektródák nem készülhetnek rézből, de a grafit könnyebben formálható, a rézelektródák pedig nehezebbek és nem alkalmasak nagyméretű elektródák feldolgozására. Ezek a tényezők arra késztettek, hogy egyes csoportalapú szikragyújtógép-ügyfelek grafitelektródákat használjanak.
(2) A grafitelektródák könnyebben feldolgozhatók, és lényegesen gyorsabbak, mint a rézelektródák. Például a marási technológia használata a grafit feldolgozására 2-3-szor gyorsabb, mint más fémfeldolgozásnál, és nem igényel további kézi feldolgozást, míg a rézelektródák kézi csiszolást igényelnek. Hasonlóképpen, ha nagy sebességű grafit megmunkáló központokat használnak az elektródák gyártásához, akkor gyorsabb lesz a sebesség, nagyobb a hatásfok, és nem lesz por probléma. Ezekben a megmunkálási folyamatokban a megfelelő keménységű és grafitos szerszámok kiválasztása csökkentheti a szerszámkopást és a rézelektródák károsodását. Ha összehasonlítjuk a grafitelektródák és a rézelektródák marási idejét, a grafitelektródák 67%-kal gyorsabbak, mint a rézelektródák. Általánosságban elmondható, hogy az elektromos kisüléses megmunkálásban a grafitelektródák használata 58%-kal gyorsabb, mint a rézelektródák használata. Ily módon a feldolgozási idő jelentősen csökken, miközben a gyártási költségek is csökkennek.
(3) A grafitelektródák kialakítása eltér a hagyományos rézelektródákétól. Sok szerszámgyár általában eltérő tartalékmennyiséggel rendelkezik a rézelektródák durva és finom megmunkálásához, míg a grafitelektródák szinte azonos tartalékmennyiséget használnak, ami csökkenti a CAD/CAM és a gépi feldolgozási idők számát. Ez önmagában elég ahhoz, hogy nagymértékben javítsa a penészüregek pontosságát.
Grafit elektróda alkalmazása
(1) Elektromos ívacélgyártó kemencéhez használják
Az elektromos kemencés acélgyártás a grafitelektródák fő felhasználója. Az elektromos kemenceacél gyártása Kínában a nyersacél termelés mintegy 18%-át, az acélgyártásban használt grafitelektródák pedig a felhasznált grafitelektródák teljes mennyiségének 70-80%-át teszik ki. Az elektromos kemence acélgyártása az a folyamat, amikor grafitelektródákat használnak áram bevezetésére a kemencébe, és az elektróda vége és a kemence töltete közötti ív által generált magas hőmérsékletű hőforrást olvasztásra használják fel.
(2) Ásványi termikus elektromos kemencékhez használják
Az ásványi termikus elektromos kemencéket főként ipari szilícium és sárga foszfor előállítására használják. Jellemzőjük, hogy a vezetőképes elektróda alsó része a kemence anyagába van temetve, ívet képezve az anyagrétegben, és magának a kemence anyagának ellenállása által kibocsátott hőenergiát felhasználva melegíti a kemence anyagát. Ezek közül a nagy áramsűrűségű ásványi termikus elektromos kemencékhez grafitelektródák szükségesek. Például körülbelül 100 kg grafitelektródát használnak fel 1 tonna szilícium előállításához, és körülbelül 40 kg grafitelektródát 1 tonna sárga foszfor előállításához.
(3) Ellenállásos kemencékhez használják
A grafittermékek előállítására használt grafitozó kemence, az üvegolvasztó olvasztó kemence és a szilícium-karbid előállítására használt elektromos kemence mind az ellenálláskemencék közé tartoznak. A kemence belsejében lévő anyagok fűtőellenállások és fűtendő tárgyak egyaránt. Általában a vezetőképességet biztosító grafitelektródákat a kemence fejfalába ágyazzák be az ellenálláskemence végén a grafitelektródák nem folyamatos fogyasztására.
(4) Szabálytalan grafittermékek előállítására használják
A grafitelektródákból készült nyersdarabot különféle formájú grafittermékek, például tégelyek, formák, csónakok és fűtőelemek előállítására is használják. Például a kvarcüvegiparban minden 1 tonnányi legyártott elektromos olvasztócsőhöz 10 tonna grafitelektródadarabra van szükség; minden 1 tonna legyártott kvarctégla után 100 kilogramm grafitelektródadarabot használnak fel.
