Grafit elektrot olarak kullanılan grafit tozunun birçok avantajı vardır. Ancak, bu malzemenin avantajlarından nasıl tam anlamıyla faydalanılacağı, verimlilik artışı, maliyet düşürme ve pazar rekabet gücünün artırılması gibi konular sadece grafit üreticilerinin değil, grafit kullanıcılarının da ciddiye alması gereken sorunlardır. Peki, grafit malzemeleri kullanılırken öncelikle hangi sorunlar çözülmelidir?
Toz giderme: Grafitin ince parçacık yapısı nedeniyle, mekanik işleme sırasında büyük miktarda toz oluşur ve bu da fabrika ortamını önemli ölçüde etkiler. Ayrıca, tozun ekipman üzerindeki etkisi esas olarak ekipmanın güç kaynağı üzerindeki etkisinde kendini gösterir. Grafitin mükemmel elektrik iletkenliği nedeniyle, güç kutusuna girdiğinde güç kısa devrelerine ve diğer arızalara neden olma eğilimindedir. Bu nedenle, özel bir grafit işleme makinesi ile donatılması önerilir. Bununla birlikte, grafit için özel işleme ekipmanının yüksek yatırım maliyeti nedeniyle, birçok işletme bu konuda oldukça temkinli davranmaktadır. Bu gibi durumlarda, aşağıdaki birkaç çözüm benimsenebilir:
Grafit elektrot dış kaynak kullanımı: Grafitin kalıp endüstrisinde giderek yaygınlaşan uygulamasıyla birlikte, giderek daha fazla kalıp fason üretim (OEM) şirketi de grafit elektrotların OEM işini bünyesine katmıştır.
Yağda daldırma işleminden sonra: Grafit satın alındıktan sonra, önce belirli bir süre (süre grafitin hacmine bağlıdır) kıvılcım yağına daldırılır ve ardından işleme merkezine yerleştirilerek işlenir. Bu şekilde, grafit tozu etrafa saçılmaz, yere düşer. Bu da ekipman ve çevre üzerindeki etkiyi en aza indirir.
İşleme tezgahının modifikasyonu: Sözde modifikasyon, esas olarak sıradan bir işleme tezgahına bir vakum temizleyici takılmasını içerir.
Deşarj grafitinin işlenmesi sırasında deşarj aralığı: Bakırdan farklı olarak, grafit elektrotların daha hızlı deşarj oranı nedeniyle, birim zamanda daha fazla işleme cürufu aşınır. Cürufun etkili bir şekilde nasıl uzaklaştırılacağı bir sorun haline gelir. Bu nedenle, deşarj aralığının bakırdan daha büyük olması gerekir. Genel olarak, deşarj aralığı ayarlanırken, grafitin deşarj aralığı bakırınkinden %10 ila %30 daha büyük olur.
Eksikliklerinin Doğru Anlaşılması: Toz dışında, grafitin bazı dezavantajları da vardır. Örneğin, ayna yüzey kalıplarının işlenmesinde, bakır elektrotlarla karşılaştırıldığında, grafit elektrotların istenen etkiyi elde etme olasılığı daha düşüktür. Daha iyi bir yüzey etkisi elde etmek için, en ince partikül boyutuna sahip grafit seçilmelidir ve bu tür grafitin maliyeti genellikle sıradan grafitin maliyetinden 4 ila 6 kat daha yüksektir. Ayrıca, grafitin yeniden kullanılabilirliği nispeten düşüktür. Üretim süreci nedeniyle, grafitin sadece küçük bir kısmı yeniden üretim ve kullanım için kullanılabilir. Elektrik deşarjlı işleme sonrası atık grafit şu anda yeniden kullanılamamaktadır, bu da işletmelerin çevre yönetimi için belirli zorluklar oluşturmaktadır. Bu bağlamda, müşterilerimizin çevre sertifikasyonunda sorun yaşamamaları için atık grafitin ücretsiz geri dönüşümünü sağlayabiliriz.
Mekanik işlemede kırılma: Grafit bakırdan daha kırılgan olduğundan, grafit bakır elektrotlarla aynı yöntemle işlenirse, özellikle ince şeritli elektrotlar işlenirken elektrotların kırılmasına neden olmak kolaydır. Bu bağlamda, kalıp üreticilerine ücretsiz teknik destek sağlanabilir. Bu, esas olarak kesici takımların seçimi, takım geçiş yolu ve işleme parametrelerinin makul konfigürasyonu yoluyla gerçekleştirilir. Doğal pul grafit kullanılarak bağlayıcı madde olmadan soğuk presleme yöntemiyle doğal pul grafit numuneleri oluşturulmuştur. Şekillendirme basıncındaki ve basınç tutma süresindeki değişikliklerin numunelerin yoğunluğu, gözenekliliği ve eğilme dayanımı üzerindeki etkileri sırasıyla incelenmiştir. Doğal pul grafit numunelerinin mikro yapısı ve eğilme dayanımı arasındaki ilişki niteliksel olarak analiz edilmiştir. Antioksidan işlem öncesi ve sonrası doğal grafit tozu ve doğal grafit elektrot numunelerinin antioksidan özelliklerini ve mekanizmalarını incelemek ve tartışmak için borik asit – üre ve tetraetil silikat – aseton – hidroklorik asit olmak üzere iki sistem seçilmiştir. Araştırmanın temel içeriği ve sonuçları aşağıdaki gibidir: Doğal pul grafitin şekillendirme performansı ve şekillendirme koşullarının mikro yapı ve özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, doğal pul grafit numunesinin şekillendirme basıncı ne kadar yüksek olursa, numunenin yoğunluğunun ve eğilme dayanımının o kadar yüksek, gözenekliliğinin ise o kadar düşük olduğunu göstermektedir. Basınç uygulama süresinin numunenin yoğunluğu üzerinde az etkisi vardır. 5 dakikadan fazla olduğunda, numunenin şekillendirilebilirliği daha iyidir. Eğilme dayanımı belirgin bir anizotropi göstermekte olup, farklı yönlerdeki ortalama eğilme dayanımları sırasıyla 5,95 MPa, 9,68 MPa ve 12,70 MPa'dır. Eğilme dayanımındaki anizotropi, grafitin mikro yapısıyla yakından ilişkilidir.
Çözelti ve sol yöntemleriyle hazırlanan bor-azot sisteminin ve silika solü ile kaplanmış doğal pul grafit tozunun antioksidan özellikleri, kaplama öncesi ve sonrası incelenmiştir. Sonuçlar, emprenye sayısının artmasıyla, grafit tozunun yüzeyine kaplanan silika solü ve bor-azot sistemi miktarının arttığını ve antioksidan özelliğin daha iyi hale geldiğini göstermektedir. Doğal pul grafitin başlangıç oksidasyon sıcaklığı 883 K olup, 923 K'deki oksidasyon ağırlık kaybı oranı 407,6 mg/g/saattir. Grafit tozu, sırasıyla borik asit-üre sistemi ve etil silikat-etanol-hidroklorik asit sisteminde dokuz kez emprenye edilmiştir. 1273 K ve N2 atmosferi altında 1 saat süreyle ısıl işlemden sonra, doğal pul grafitin 923 K'deki oksidasyon ağırlık kaybı oranı sırasıyla 47,9 mg/g/saat ve 206,1 mg/g/saat olmuştur. 1973K ve 1723K sıcaklıklarda N2 atmosferinde 1 saat süreyle uygulanan ısıl işlemden sonra, doğal pul grafitin 923K'deki oksidasyon ağırlık kaybı oranları sırasıyla 3,0 mg/g/saat ve 42,0 mg/g/saat olmuştur; Her iki sistem de doğal pul grafitin oksidasyon ağırlık kaybı oranını azaltabilir, ancak borik asit-üre sisteminin antioksidan etkisi, etil silikat-etanol-hidroklorik asit sistemine göre daha iyidir.
Grafit elektrotlar, elektrikli fırın çelik üretimi, cevher fırınlarında fosfor üretimi, magnezyum kumunun elektrikli eritilmesi, refrakter malzemelerin elektrikli eritilmesi, alüminyum elektrolizi ve endüstriyel fosfor, silisyum ve kalsiyum karbür üretimi gibi büyük ölçekli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Grafit elektrotlar iki tipe ayrılır: doğal grafit elektrotlar ve yapay grafit elektrotlar. Yapay grafit elektrotlarla karşılaştırıldığında, doğal grafit elektrotlar grafit kimyasal işlemine ihtiyaç duymaz. Sonuç olarak, doğal grafit elektrotların üretim döngüsü önemli ölçüde kısalır, enerji tüketimi ve kirlilik büyük ölçüde azalır ve maliyetler belirgin şekilde düşer. Açıkça görünen fiyat avantajları ve ekonomik faydaları vardır; bu da doğal grafit elektrotların geliştirilmesinin ana nedenlerinden biridir.
Ayrıca, doğal grafit elektrotlar, doğal grafitin yüksek katma değerli, derinlemesine işlenmiş ürünleridir ve önemli geliştirme ve uygulama değerine sahiptir. Bununla birlikte, doğal grafit elektrotların şekillendirme performansı, oksidasyon direnci ve mekanik özellikleri şu anda yapay grafit elektrotlara göre daha düşüktür ve bu da gelişimlerinin önündeki en büyük engeldir. Bu nedenle, bu engellerin aşılması, doğal grafit elektrotların uygulama alanının geliştirilmesinin anahtarıdır.
Çözelti ve sol yöntemleriyle hazırlanan bor-azot sisteminin ve silika sol ile kaplanmış doğal pul grafit bloklarının antioksidan özellikleri, kaplama öncesi ve sonrası incelenmiştir. Sonuçlar, silika sol ile kaplanmış doğal grafit bloklarının antioksidan özelliğinin, emprenye sayısı arttıkça kötüleştiğini göstermektedir. Bor-azot sistemi ile kaplanmış doğal grafit bloklarının antioksidan özellikleri ise emprenye sayısı arttıkça daha iyidir. Doğal grafit bloklarının 923 K ve 1273 K'deki oksidasyon ağırlık kaybı oranları sırasıyla 122,432 mg/g/saat ve 191,214 mg/g/saat olmuştur. Doğal grafit blokları, sırasıyla borik asit-üre sistemi ve etil silikat-etanol-hidroklorik asit sisteminde dokuz kez emprenye edilmiştir. 1273 K ve N2 atmosferinde 1 saatlik ısıl işlemden sonra, 923 K'deki oksidasyon ağırlık kaybı oranları sırasıyla 20,477 mg/g/saat ve 28,753 mg/g/saat olmuştur. 1273 K'de, sırasıyla 37,064 mg/g/saat ve 54,398 mg/g/saat idi; 1973 K ve 1723 K'de işlemden sonra, doğal grafit bloklarının 923 K'deki oksidasyon ağırlık kaybı oranları sırasıyla 8,182 mg/g/saat ve 31,347 mg/g/saat idi; 1273 K'de ise sırasıyla 126,729 mg/g/saat ve 169,978 mg/g/saat idi; Her iki sistem de doğal grafit bloklarının oksidasyon ağırlık kaybı oranını önemli ölçüde azaltabilir. Benzer şekilde, borik asit-üre sisteminin antioksidan etkisi, etil silikat-etanol-hidroklorik asit sistemine göre daha üstündür.
Yayın tarihi: 12 Haz-2025