Grafitový prášok používaný ako grafitové elektródy má mnoho výhod. Avšak, ako využiť výhody tohto materiálu, skutočne dosiahnuť zlepšenie účinnosti, zníženie nákladov a zvýšenie konkurencieschopnosti na trhu, to nie sú len otázky, ktoré by mali výrobcovia grafitu zvážiť, ale aj problémy, ktoré by mali užívatelia grafitu brať vážne. Aké problémy by sa teda mali pri použití grafitových materiálov vyriešiť ako prvé?
Odstraňovanie prachu: Vzhľadom na jemnú štruktúru grafitu vzniká počas mechanického spracovania veľké množstvo prachu, čo má významný vplyv na prostredie v továrni. Okrem toho sa vplyv prachu na zariadenia prejavuje najmä v jeho vplyve na napájanie zariadenia. Vďaka vynikajúcej elektrickej vodivosti grafitu je po vstupe do rozvodnej skrine náchylný na skraty a iné poruchy. Preto sa odporúča vybaviť ho špeciálnym strojom na spracovanie grafitu. Avšak vzhľadom na vysoké investičné náklady na špeciálne zariadenia na spracovanie grafitu sú mnohé podniky v tomto smere dosť opatrné. Za takýchto okolností je možné prijať niekoľko nasledujúcich riešení:
Outsourcing grafitových elektród: S čoraz rozšírenejším používaním grafitu v priemysle foriem zavádza čoraz viac podnikov zaoberajúcich sa zmluvnou výrobou foriem (OEM) aj OEM podnikanie v oblasti grafitových elektród.
Po spracovaní v oleji: Po zakúpení grafitu sa najprv na určitý čas ponorí do oleja na iskru (konkrétny čas závisí od objemu grafitu) a potom sa umiestni do obrábacieho centra na spracovanie. Týmto spôsobom grafitový prach nebude lietať, ale bude padať dole. Tým sa minimalizuje vplyv na zariadenie a životné prostredie.
Úprava obrábacieho centra: Takzvaná úprava zahŕňa najmä inštaláciu vysávača na bežné obrábacie centrum.
Výbojová medzera počas spracovania výbojového grafitu: Na rozdiel od medi, kvôli rýchlejšiemu vybíjaniu grafitových elektród sa za jednotku času skoroduje viac procesnej trosky. Problémom je, ako trosku efektívne odstrániť. Preto je potrebné, aby výbojová medzera bola väčšia ako medená. Vo všeobecnosti je pri nastavovaní výbojovej medzery výbojová medzera grafitu o 10 až 30 % väčšia ako medená.
Správne pochopenie jeho nedostatkov: Okrem prachu má grafit aj určité nedostatky. Napríklad pri spracovaní zrkadlových povrchov foriem je v porovnaní s medenými elektródami menej pravdepodobné, že grafitové elektródy dosiahnu požadovaný efekt. Na dosiahnutie lepšieho povrchového efektu by sa mala zvoliť najjemnejšia veľkosť častíc grafitu a cena tohto druhu grafitu je často 4 až 6-krát vyššia ako cena bežného grafitu. Okrem toho je opätovná použiteľnosť grafitu relatívne nízka. Vzhľadom na výrobný proces sa na reprodukciu a zhodnotenie môže použiť len malá časť grafitu. Odpadový grafit po elektroerozívnom obrábaní sa v súčasnosti nedá opätovne použiť, čo predstavuje určité výzvy pre environmentálny manažment podnikov. V tomto ohľade môžeme zákazníkom poskytnúť bezplatnú recykláciu odpadového grafitu, aby sme sa vyhli problémom s ich environmentálnou certifikáciou.
Odštiepenie pri mechanickom spracovaní: Keďže grafit je krehkejší ako meď, ak sa grafit spracováva rovnakou metódou ako medené elektródy, je ľahké spôsobiť odštiepenie elektród, najmä pri spracovaní tenkorebrovaných elektród. V tomto ohľade je možné výrobcom foriem poskytnúť bezplatnú technickú podporu. Dosahuje sa to najmä výberom rezných nástrojov, spôsobom prechodu nástroja a primeranou konfiguráciou parametrov spracovania. Vzorky prírodného vločkového grafitu boli vytvorené lisovaním za studena bez spojiva s použitím prírodného vločkového grafitu. Boli skúmané vplyvy zmien tvárniaceho tlaku a doby udržiavania tlaku na hustotu, pórovitosť a pevnosť v ohybe vzoriek. Bol kvalitatívne analyzovaný vzťah medzi mikroštruktúrou a pevnosťou v ohybe vzoriek prírodného vločkového grafitu. Na štúdium a diskusiu antioxidačných vlastností a mechanizmov práškového prírodného grafitu a vzoriek elektród z prírodného grafitu pred a po antioxidačnom spracovaní boli vybrané dva systémy, kyselina boritá – močovina a tetraetylsilikát – acetón – kyselina chlorovodíková. Hlavný obsah a výsledky výskumu sú nasledovné: Bola skúmaná tvárnivosť prírodného vločkového grafitu a vplyv podmienok tvárnenia na mikroštruktúru a vlastnosti. Výsledky ukazujú, že čím vyšší je tvárniaci tlak vzorky prírodného vločkového grafitu, tým väčšia je hustota a pevnosť v ohybe vzorky, zatiaľ čo pórovitosť vzorky je menšia. Doba udržiavania tlaku má malý vplyv na hustotu vzorky. Ak je dlhšia ako 5 minút, tvárnosť vzorky je lepšia. Pevnosť v ohybe vykazuje zjavnú anizotropiu a priemerné pevnosti v ohybe v rôznych smeroch sú 5,95 MPa, 9,68 MPa a 12,70 MPa. Anizotropia pevnosti v ohybe úzko súvisí s mikroštruktúrou grafitu.
Boli študované antioxidačné vlastnosti systému bór-dusík pripraveného roztokovou a sólovou metódou a prášku prírodného vločkového grafitu potiahnutého silikónovým sólom pred a po impregnácii. Výsledky ukazujú, že so zvyšujúcim sa počtom impregnácií sa zvyšuje množstvo silikónového sólu a systému bór-dusík naneseného na povrchu grafitového prášku a zlepšujú sa antioxidačné vlastnosti. Počiatočná oxidačná teplota prírodného vločkového grafitu je 883 K a rýchlosť úbytku hmotnosti oxidáciou pri 923 K je 407,6 mg/g/h. Grafitový prášok bol impregnovaný deväťkrát v systéme kyselina boritá - močovina a v systéme etylsilikát - etanol - kyselina chlorovodíková. Po tepelnom spracovaní počas 1 hodiny v atmosfére 1273 K a N2 bola rýchlosť úbytku hmotnosti oxidáciou prírodného vločkového grafitu pri 923 K 47,9 mg/g/h a 206,1 mg/g/h. Po tepelnom spracovaní počas 1 hodiny v atmosfére N2 pri teplote 1973 K a 1723 K bola rýchlosť úbytku hmotnosti oxidáciou prírodného vločkového grafitu pri teplote 923 K 3,0 mg/g/h a 42,0 mg/g/h; Oba systémy dokážu znížiť rýchlosť úbytku hmotnosti oxidáciou prírodného vločkového grafitu, ale antioxidačný účinok systému kyselina boritá - močovina je lepší ako účinok systému etylsilikát - etanol - kyselina chlorovodíková.
Grafitové elektródy sa používajú hlavne vo veľkých priemyselných odvetviach, ako je výroba ocele v elektrických peciach, výroba fosforu v rudných peciach, elektrické tavenie magnéziového piesku, príprava žiaruvzdorných materiálov elektrickým tavením, elektrolýza hliníka a priemyselná výroba fosforu, kremíka a karbidu vápnika. Grafitové elektródy sa delia na dva typy: elektródy z prírodného grafitu a elektródy z umelého grafitu. V porovnaní s elektródami z umelého grafitu elektródy z prírodného grafitu nevyžadujú chemický proces spracovania grafitu. V dôsledku toho sa výrazne skracuje výrobný cyklus elektród z prírodného grafitu, výrazne sa znižuje spotreba energie a znečistenie a náklady sa výrazne znižujú. Majú zjavné cenové výhody a ekonomické prínosy, čo je jeden z hlavných dôvodov vývoja elektród z prírodného grafitu.
Okrem toho sú prírodné grafitové elektródy vysokohodnotnými hlboko spracovanými produktmi prírodného grafitu a majú významnú vývojovú a aplikačnú hodnotu. Avšak tvarovateľnosť, odolnosť proti oxidácii a mechanické vlastnosti prírodných grafitových elektród sú v súčasnosti horšie ako u umelých grafitových elektród, čo je hlavnou prekážkou ich vývoja. Preto je prekonanie týchto prekážok kľúčom k rozvoju aplikácie prírodných grafitových elektród.
Boli študované antioxidačné vlastnosti systému bór-dusík pripraveného roztokovou a sólovou metódou a blokov z prírodného vločkového grafitu potiahnutých silikónovým sólom pred a po. Výsledky ukazujú, že antioxidačné vlastnosti blokov prírodného grafitu potiahnutých silikónovým sólom sa zhoršujú so zvyšujúcim sa počtom impregnácií. Bloky prírodného grafitu potiahnuté systémom bór-dusík majú lepšie antioxidačné vlastnosti so zvyšujúcim sa počtom impregnácií. Rýchlosť úbytku hmotnosti oxidáciou blokov prírodného grafitu pri 923 K a 1273 K bola 122,432 mg/g/h a 191,214 mg/g/h. Bloky prírodného grafitu boli impregnované deväťkrát v systéme kyselina boritá - močovina a v systéme etylsilikát - etanol - kyselina chlorovodíková. Po tepelnom spracovaní počas 1 hodiny v atmosfére 1273 K a N2 bola rýchlosť úbytku hmotnosti oxidáciou pri 923 K 20,477 mg/g/h a 28,753 mg/g/h. Pri teplote 1 273 K to bolo 37,064 mg/g/h a 54,398 mg/g/h; Po úprave pri teplote 1 973 K a 1 723 K bola rýchlosť úbytku hmotnosti oxidáciou prírodných grafitových blokov pri 923 K 8,182 mg/g/h a 31,347 mg/g/h; Pri teplote 1 273 K to bolo 126,729 mg/g/h a 169,978 mg/g/h; Oba systémy dokážu výrazne znížiť rýchlosť úbytku hmotnosti oxidáciou prírodných grafitových blokov. Podobne je antioxidačný účinok systému kyselina boritá – močovina lepší ako účinok systému etylsilikát – etanol – kyselina chlorovodíková.
Čas uverejnenia: 12. júna 2025