Grafitový prášek používaný jako grafitové elektrody má mnoho výhod. Nicméně, jak tyto výhody tohoto materiálu využít, skutečně dosáhnout zlepšení efektivity, snížení nákladů a zvýšení konkurenceschopnosti na trhu, to nejsou jen otázky, které by měli výrobci grafitu zvážit, ale také problémy, které by uživatelé grafitu měli brát vážně. Jaké problémy je tedy třeba při aplikaci grafitových materiálů vyřešit jako první?
Odstraňování prachu: Vzhledem k jemné struktuře grafitu vzniká během mechanického zpracování velké množství prachu, což má významný dopad na prostředí v továrně. Vliv prachu na zařízení se navíc projevuje především jeho vlivem na napájení zařízení. Vzhledem k vynikající elektrické vodivosti grafitu je po vstupu do rozvodné skříně náchylný ke zkratům a dalším poruchám. Proto se doporučuje vybavení speciálním strojem na zpracování grafitu. Vzhledem k vysokým investičním nákladům na speciální zařízení pro zpracování grafitu je však mnoho podniků v tomto ohledu poměrně opatrných. Za takových okolností lze zvolit následující řešení:
Outsourcing grafitových elektrod: S rostoucím rozšířením grafitu ve výrobě forem zavádí stále více podniků zabývajících se smluvní výrobou forem (OEM) také OEM podnikání v oblasti grafitových elektrod.
Po zpracování v oleji: Po zakoupení grafitu se grafit nejprve na určitou dobu ponoří do oleje pro jiskry (konkrétní doba závisí na objemu grafitu) a poté se umístí do obráběcího centra ke zpracování. Tímto způsobem grafitový prach nelétá kolem, ale padají dolů. Tím se minimalizuje dopad na zařízení a životní prostředí.
Úprava obráběcího centra: Takzvaná úprava spočívá především v instalaci vysavače na běžné obráběcí centrum.
Výbojová mezera během zpracování výbojového grafitu: Na rozdíl od mědi se v důsledku rychlejšího vybíjení grafitových elektrod za jednotku času zkoroduje více procesní strusky. Účinné odstranění strusky se stává problémem. Proto je nutné, aby výbojová mezera byla větší než mezera mědi. Obecně řečeno, při nastavování výbojové mezery je výbojová mezera grafitu o 10 až 30 % větší než mezera mědi.
Správné pochopení jeho nedostatků: Kromě prachu má grafit i některé nedostatky. Například při zpracování forem se zrcadlovým povrchem je ve srovnání s měděnými elektrodami méně pravděpodobné, že grafitové elektrody dosáhnou požadovaného efektu. Pro dosažení lepšího povrchového efektu by měla být zvolena nejjemnější velikost částic grafitu a cena tohoto druhu grafitu je často 4 až 6krát vyšší než cena běžného grafitu. Navíc je opětovná použitelnost grafitu relativně nízká. Vzhledem k výrobnímu procesu lze k reprodukci a využití použít pouze malou část grafitu. Odpadní grafit po elektroerozivním obrábění nelze v současné době znovu použít, což představuje určité výzvy pro environmentální management podniků. V tomto ohledu můžeme zákazníkům poskytnout bezplatnou recyklaci odpadního grafitu, abychom se vyhnuli problémům s jejich environmentální certifikací.
Odštípnutí při mechanickém zpracování: Vzhledem k tomu, že grafit je křehčí než měď, pokud se grafit zpracovává stejnou metodou jako měděné elektrody, snadno dochází k odštípnutí elektrod, zejména při zpracování tenkovrstvých elektrod. V tomto ohledu lze výrobcům forem poskytnout bezplatnou technickou podporu. Toho je dosaženo především výběrem řezných nástrojů, způsobem průchodu nástroje a rozumnou konfigurací parametrů zpracování. Vzorky přírodního vločkového grafitu byly vytvořeny lisováním za studena bez pojiva za použití přírodního vločkového grafitu. Byly studovány vlivy změn tvářecího tlaku a doby udržení tlaku na hustotu, pórovitost a pevnost v ohybu vzorků. Byla kvalitativně analyzována vazba mezi mikrostrukturou a pevností v ohybu vzorků přírodního vločkového grafitu. Pro studium a diskusi o antioxidačních vlastnostech a mechanismech práškového přírodního grafitu a vzorků elektrod z přírodního grafitu před a po antioxidačním ošetření byly vybrány dva systémy, kyselina boritá – močovina a tetraethylsilikát – aceton – kyselina chlorovodíková. Hlavní obsah a výsledky výzkumu jsou následující: Byla studována tvářecí schopnost přírodního vločkového grafitu a vliv tvářecích podmínek na mikrostrukturu a vlastnosti. Výsledky ukazují, že čím větší je tvářecí tlak vzorku přírodního vločkového grafitu, tím větší je hustota a pevnost v ohybu vzorku, zatímco menší je pórovitost vzorku. Doba výdrže tlaku má malý vliv na hustotu vzorku. Pokud je delší než 5 minut, tvařitelnost vzorku je lepší. Pevnost v ohybu vykazuje zjevnou anizotropii a průměrné pevnosti v ohybu v různých směrech jsou 5,95 MPa, 9,68 MPa a 12,70 MPa. Anizotropie pevnosti v ohybu úzce souvisí s mikrostrukturou grafitu.
Byly studovány antioxidační vlastnosti systému bór-dusík připraveného roztokovou a solovou metodou a prášku z přírodního vločkového grafitu potaženého silikovými soly před a po impregnaci. Výsledky ukazují, že s rostoucím počtem impregnací se zvyšuje množství silikového solu a systému bór-dusík naneseného na povrchu grafitového prášku a zlepšují se antioxidační vlastnosti. Počáteční oxidační teplota přírodního vločkového grafitu je 883 K a rychlost úbytku hmotnosti oxidací při 923 K je 407,6 mg/g/h. Grafitový prášek byl impregnován devětkrát v systému kyselina boritá - močovina a v systému ethylsilikát - ethanol - kyselina chlorovodíková. Po tepelném zpracování po dobu 1 hodiny v atmosféře 1273 K a N2 byla rychlost úbytku hmotnosti oxidací přírodního vločkového grafitu při 923 K 47,9 mg/g/h a 206,1 mg/g/h. Po tepelném zpracování po dobu 1 hodiny v atmosféře N2 při teplotě 1973 K a 1723 K byla rychlost úbytku hmotnosti oxidací přírodního vločkového grafitu při teplotě 923 K 3,0 mg/g/h a 42,0 mg/g/h. Oba systémy mohou snížit rychlost úbytku hmotnosti oxidací přírodního vločkového grafitu, ale antioxidační účinek systému kyselina boritá - močovina je lepší než u systému ethylsilikát - ethanol - kyselina chlorovodíková.
Grafitové elektrody se používají hlavně ve velkých průmyslových odvětvích, jako je výroba oceli v elektrických pecích, výroba fosforu v rudných pecích, elektrické tavení hořečnatého písku, příprava žáruvzdorných materiálů elektrickým tavením, elektrolýza hliníku a průmyslová výroba fosforu, křemíku a karbidu vápníku. Grafitové elektrody se dělí na dva typy: elektrody z přírodního grafitu a elektrody z umělého grafitu. Ve srovnání s elektrodami z umělého grafitu elektrody z přírodního grafitu nevyžadují chemický proces výroby grafitu. V důsledku toho se výrazně snižuje výrobní cyklus elektrod z přírodního grafitu, výrazně se snižuje spotřeba energie a znečištění a náklady. Mají zjevné cenové výhody a ekonomické přínosy, což je jeden z hlavních důvodů pro vývoj elektrod z přírodního grafitu.
Kromě toho jsou elektrody z přírodního grafitu vysoce hodnotnými hluboce zpracovanými produkty z přírodního grafitu a mají významnou vývojovou a aplikační hodnotu. Avšak tvářecí vlastnosti, odolnost proti oxidaci a mechanické vlastnosti elektrod z přírodního grafitu jsou v současné době horší než u elektrod z umělého grafitu, což je hlavní překážkou jejich vývoje. Překonání těchto překážek je proto klíčem k rozvoji aplikace elektrod z přírodního grafitu.
Byly studovány antioxidační vlastnosti systému bór-dusík připraveného roztokovou a solovou metodou a bloků z přírodních vločkových grafitů potažených silikovými soly před a po provedení impregnace. Výsledky ukazují, že antioxidační vlastnosti bloků z přírodních grafitů potažených silikovými soly se zhoršují s rostoucím počtem impregnací. Bloky z přírodních grafitů potažené systémem bór-dusík mají lepší antioxidační vlastnosti s rostoucím počtem impregnací. Rychlost úbytku hmotnosti oxidací u bloků z přírodních grafitů při 923 K a 1273 K byla 122,432 mg/g/h a 191,214 mg/g/h. Bloky z přírodních grafitů byly impregnovány devětkrát v systému kyselina boritá - močovina a v systému ethylsilikát - ethanol - kyselina chlorovodíková. Po tepelném zpracování po dobu 1 hodiny v atmosféře 1273 K a N2 byla rychlost úbytku hmotnosti oxidací při 923 K 20,477 mg/g/h a 28,753 mg/g/h. Při 1273 K to bylo 37,064 mg/g/h, respektive 54,398 mg/g/h; Po ošetření při 1973 K, respektive 1723 K, to bylo 8,182 mg/g/h, respektive 31,347 mg/g/h; při 1273 K to bylo 126,729 mg/g/h, respektive 169,978 mg/g/h; Oba systémy mohou významně snížit rychlost úbytku hmotnosti při oxidaci u přírodních grafitových bloků. Podobně je antioxidační účinek systému kyselina boritá – močovina lepší než u systému ethylsilikát – ethanol – kyselina chlorovodíková.
Čas zveřejnění: 12. června 2025