Prensîba xebatê ya elektrodên grafîtê yên hêza pir bilind (UHP) bi giranî li ser diyardeya rijandina kevanê ye. Bi karanîna îhtîmala xwe ya elektrîkê ya bêhempa, berxwedana germahiya bilind û taybetmendiyên mekanîkî, ev elektrod di hawîrdorên helandinê yên germahiya bilind de veguherîna bi bandor a enerjiya elektrîkê bo enerjiya germî gengaz dikin, bi vî rengî pêvajoya metalurjîk dimeşînin. Li jêr analîzek berfireh a mekanîzmayên wan ên bingehîn ên xebitandinê heye:
1. Valakirina Arkê û Veguherîna Enerjiya Elektrîkî bo Enerjiya Termal
1.1 Mekanîzma Çêkirina Kevanê
Dema ku elektrodên grafîtê yên UHP di nav alavên helandinê de têne entegrekirin (mînak, firneyên kevana elektrîkê), ew wekî medyaya guhêrbar tevdigerin. Dakêşana voltaja bilind kevanek elektrîkê di navbera serê elektrodê û barkirina firnê de çêdike (mînak, pola bermayî, hesin). Ev kevan ji kanalek plazmaya guhêrbar pêk tê ku ji hêla îyonîzasyona gazê ve çêdibe, bi germahiyên ku ji 3000°C derbas dibin - ji germahiyên şewitandina kevneşopî pir derbas dibin.
1.2 Veguhestina Enerjiyê ya Bi Bandor
Germahiya dijwar a ji hêla kevanê ve çêdibe rasterast barkirina firnê dihelîne. Germahiya elektrîkê ya bilind a elektrodan (bi berxwedana bi qasî 6–8 μΩ·m) windabûna enerjiyê ya herî kêm di dema veguhastinê de misoger dike, û karanîna enerjiyê çêtir dike. Mînakî, di çêkirina pola ya firna kevana elektrîkê (EAF) de, elektrodên UHP dikarin çerxên helandinê ji %30 zêdetir kêm bikin, û hilberînê bi girîngî zêde bikin.
2. Taybetmendiyên Materyalan û Misogerkirina Performansê
2.1 Aramiya Avahiyê ya Germahiya Bilind
Berxwedana germahiya bilind a elektrodan ji avahiya wan a krîstalî tê: atomên karbonê yên qat qat bi rêya hîbrîdasyona sp² toreke girêdana kovalent ava dikin, û bi girêdana navbera qatan bi rêya hêzên van der Waals ve girêdayî ne. Ev avahî hêza mekanîkî di 3000°C de diparêze û berxwedana şoka germî ya awarte pêşkêş dike (li hember guherînên germahiyê heta 500°C/deqîqeyê li ber xwe dide), ku ji elektrodên metalîk çêtir e.
2.2 Berxwedana li hember Berfirehbûna Germahî û Xirikînê
Elektrodên UHP katsayiyek nizm a berfirehbûna germî nîşan didin (1.2×10⁻⁶/°C), ku guhertinên pîvanan di germahiyên bilind de kêm dike û ji ber stresa germî pêşî li çêbûna şikestinan digire. Berxwedana wan a şikestinê (qabîliyeta berxwedana li hember deformasyona plastîk di bin germahiyên bilind de) bi rêya hilbijartina madeya xav a koka derziyê û pêvajoyên grafîtîzasyonê yên pêşkeftî tê çêtirkirin, ku di dema xebata dirêj a barkirina bilind de aramiya pîvanan misoger dike.
2.3 Berxwedana Oksîdasyon û Korozyonê
Bi tevlêkirina antîoksîdan (mînak, borîd, sîlîsîd) û sepandina pêçanên rû, germahiya destpêkirina oksîdasyonê ya elektrodan ji 800°C bilindtir dibe. Bêçalakiya kîmyewî li hember şûşa heliyayî di dema helandinê de xerckirina zêde ya elektrodê kêm dike, temenê xizmetê 2-3 caran ji elektrodên kevneşopî dirêj dike.
3. Lihevhatina Pêvajoyê û Optimîzasyona Sîstemê
3.1 Tîrbûna Herikê û Kapasîteya Hêzê
Elektrodên UHP dendikên herikê yên ji 50 A/cm² zêdetir piştgirî dikin. Dema ku bi veguherînerên kapasîteya bilind (mînak, 100 MVA) re werin hevber kirin, ew têketinên hêzê yên yek-firinê yên ji 100 MW zêdetir çalak dikin. Ev sêwiran rêjeyên têketina germî di dema helandinê de leztir dike - mînakî, xerckirina enerjiyê ya her tonek silîkonê di hilberîna ferrosiliconê de ji 8000 kWh kêmtir dike.
3.2 Bersiva Dînamîk û Kontrola Pêvajoyê
Sîstemên helandinê yên nûjen Rêkxerên Elektrodê yên Jîr (SER) bikar tînin da ku bi berdewamî pozîsyona elektrodê, guherînên herikê, û dirêjahiya kevanê bişopînin, rêjeyên xerckirina elektrodê di navbera 1.5-2.0 kg/t pola de bihêlin. Bi şopandina atmosfera firnê re (mînak, rêjeyên CO/CO₂), ev yek karîgeriya girêdana elektrod-barkirinê çêtir dike.
3.3 Hevnerjiya Sîstemê û Zêdekirina Karîgeriya Enerjiyê
Bicîhkirina elektrodên UHP hewceyê binesaziyek piştgirî dike, di nav de pergalên dabînkirina hêzê yên voltaja bilind (mînak, girêdanên rasterast ên 110 kV), kabloyên bi avê sarkirî, û yekîneyên berhevkirina tozê yên bi bandor. Teknolojiyên vegerandina germahiya bermayî (mînak, hevahengkirina derveyî gazê ya firna kevana elektrîkê) karîgeriya enerjiyê ya giştî digihîne ji %60î zêdetir, û rê dide karanîna enerjiyê ya kaskadî.
Ev werger di heman demê de rastbûna teknîkî diparêze di heman demê de pabendbûna bi rêziknameyên termînolojiya akademîk/pîşesaziyê re jî dike, û ji bo temaşevanên pispor zelaliyê peyda dike.
Dema weşandinê: Gulan-06-2025