Dans le fonctionnement continu des fours à arc, les électrodes en graphite haute puissance sont souvent confrontées à des problèmes de défaillance tels que l'écaillage des extrémités, les fissures sur les parois latérales et le desserrage des raccords. Selon une étude de l'Association Internationale de Métallurgie, ces problèmes de défaillance peuvent réduire la durée de vie des électrodes de 30% à 50%, affectant gravement la stabilité de la production et le contrôle des coûts.
Lorsque l'électrode est soumise à des variations rapides de température, des contraintes thermiques intenses se forment, ce qui peut entraîner des fissures et des écaillages. Une étude a montré que les contraintes thermiques peuvent atteindre des niveaux critiques en moins de 10 minutes dans certains cas de fonctionnement intense.
Dans l'environnement de hautes températures des fours à arc, l'oxygène peut réagir avec le graphite, entraînant une corrosion progressive de l'électrode. Cette corrosion peut réduire l'épaisseur de l'électrode et affaiblir sa structure.
L'opération mécanique des fours à arc, comme le chargement et le déchargement des matières, peut exercer des chocs sur l'électrode, causant des dommages tels que le desserrage des raccords.
Si la vitesse de chauffage de l'électrode est trop élevée, les contraintes thermiques internes augmentent rapidement, augmentant le risque de fissuration. Une vitesse de chauffage excessive peut réduire la durée de vie des électrodes de 20% environ.
Un serrage inégal de l'électrode peut entraîner une distribution inégale des contraintes mécaniques, ce qui peut conduire à des fissures et des défaillances structurelles.
Un système de refroidissement insuffisant ne peut pas efficacement dissiper la chaleur générée lors du fonctionnement de l'électrode, ce qui peut accélérer la corrosion par oxydation et la détérioration structurelle.
En ajustant correctement l'angle d'installation de l'électrode, on peut réduire l'impact des chocs mécaniques et améliorer la distribution des contraintes.
En améliorant le système de refroidissement, on peut réduire efficacement la température de l'électrode et ralentir la corrosion par oxydation. Selon les données, un système de refroidissement amélioré peut prolonger la durée de vie des électrodes de 15% à 25%.
La technologie de surveillance en ligne permet de suivre en temps réel l'état de santé de l'électrode, ce qui permet de prendre des mesures correctives avant que des problèmes graves ne se produisent.
En utilisant des données de surveillance en ligne et des algorithmes d'analyse, on peut établir un système d'évaluation de l'état de santé des électrodes. Un exemple d'usine montre que grâce à ce système, la durée de vie des électrodes a été prolongée de 40%, tandis que le risque d'arrêt non planifié a été réduit de 35%.
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