Tha prionnsabal obrach electrodan grafait cumhachd fìor àrd (UHP) stèidhichte sa mhòr-chuid air an iongantas sgaoilidh arc. Le bhith a’ cleachdadh an seoltachd dealain air leth, an aghaidh teòthachd àrd, agus na feartan meacanaigeach aca, leigidh na electrodan sin le lùth dealain a thionndadh gu lùth teirmeach gu h-èifeachdach ann an àrainneachdan leaghaidh teòthachd àrd, agus mar sin a’ stiùireadh a’ phròiseis meatailteach. Gu h-ìosal tha mion-sgrùdadh mionaideach air na prìomh dhòighean-obrach aca:
1. Sgaoileadh Arc agus Tionndadh Lùth Dealain gu Lùth Teirmeach
1.1 Dòigh-obrach Cruthachadh Arc
Nuair a thèid electrodan grafait UHP a thoirt a-steach do uidheam leaghaidh (me, àmhainnean stuagh dealain), bidh iad ag obair mar mheadhanan giùlain. Bidh sgaoileadh àrd-bholtaids a’ gineadh stuagh dealain eadar bàrr an electrod agus cosgais an àmhainn (me, stàilinn sgudail, mèinn iarainn). Tha an stuagh seo air a dhèanamh suas de sheanal plasma giùlain air a chruthachadh le ianachadh gas, le teòthachdan nas àirde na 3000°C - fada nas àirde na teòthachdan losgaidh àbhaisteach.
1.2 Tar-chur Lùtha Èifeachdach
Bidh an teas dian a chruthaicheas an stuagh a’ leaghadh cosgais an àmhainn gu dìreach. Tha an giùlan dealain nas fheàrr aig na dealanan (le strì an aghaidh cho ìosal ri 6–8 μΩ·m) a’ dèanamh cinnteach à call lùtha as ìsle rè tar-chuir, a’ dèanamh an fheum as fheàrr de chleachdadh cumhachd. Ann an dèanamh stàilinn àmhainn stuagh dealain (EAF), mar eisimpleir, faodaidh dealanan UHP cuairtean leaghaidh a lughdachadh còrr is 30%, a’ leasachadh cinneasachd gu mòr.
2. Feartan Stuthan agus Dearbhadh Coileanaidh
2.1 Seasmhachd Structarail aig Teòthachd Àrd
Tha seasmhachd nan electrodan an aghaidh teòthachd àrd a’ tighinn bhon structar criostalach aca: bidh ataman gualain sreathanach a’ cruthachadh lìonra ceangail covalent tro hibridachadh sp², le ceangal eadar-fhilleadh tro fheachdan van der Waals. Bidh an structar seo a’ cumail neart meacanaigeach aig 3000°C agus a’ tabhann strì an aghaidh clisgeadh teirmeach air leth (a’ seasamh an aghaidh atharrachaidhean teòthachd suas ri 500°C/min), a’ coileanadh nas fheàrr na electrodan meatailteach.
2.2 Seasmhachd an aghaidh Leudachadh Teirmeach agus Snàgadh
Tha co-èifeachd leudachaidh teirmeach ìosal aig electrodan UHP (1.2 × 10⁻⁶/°C), a’ lughdachadh atharrachaidhean meudach aig teòthachd àrd agus a’ cur casg air cruthachadh sgàinidhean mar thoradh air cuideam teirmeach. Tha an strì an aghaidh snàgadh (comas seasamh an aghaidh deformachadh plastaig fo theodhachd àrd) air a bharrrachadh tro thaghadh stuthan amh còc snàthaid agus pròiseasan grafaiteachaidh adhartach, a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd meudach rè obrachadh luchdan àrda fada.
2.3 Frith-aghaidh Ocsaididh agus Creimeadh
Le bhith a’ cur antioxidants (me, borides, silicides) ris agus a’ cur còtaichean uachdar orra, tha teòthachd tòiseachaidh oxidation nan electrodan air a thogail os cionn 800°C. Bidh neo-ghnìomhachd cheimigeach an aghaidh slag leaghte rè leaghadh a’ lughdachadh cus caitheamh electrodan, a’ leudachadh beatha seirbheis gu 2-3 uiread beatha electrodan àbhaisteach.
3. Co-chòrdalachd Pròiseas agus Leasachadh Siostaim
3.1 Dlùths Sruth agus Comas Cumhachd
Bidh electrodan UHP a’ toirt taic do dùmhlachdan srutha nas àirde na 50 A/cm². Nuair a thèid an cur còmhla ri claochladairean àrd-chomasach (me, 100 MVA), bidh iad a’ comasachadh cuir-a-steach cumhachd aon-fhùirneis nas àirde na 100 MW. Bidh an dealbhadh seo a’ luathachadh ìrean cuir-a-steach teirmeach rè leaghadh—mar eisimpleir, a’ lughdachadh caitheamh lùtha gach tunna de silicon ann an cinneasachadh ferrosilicon gu nas ìsle na 8000 kWh.
3.2 Freagairt Dhinimigeach agus Smachd Pròiseas
Bidh siostaman leaghaidh an latha an-diugh a’ cleachdadh Riaghladairean Dealan-smùide Smart (SERn) gus sùil a chumail gu leantainneach air suidheachadh an dealan-smùide, atharrachaidhean anns an t-sruth, agus fad a’ bhogha, a’ cumail ìrean caitheamh dealan-smùide taobh a-staigh 1.5–2.0 kg/t stàilinn. Còmhla ri sgrùdadh àile an àmhainn (me, co-mheasan CO/CO₂), bidh seo a’ leasachadh èifeachdas ceangail dealan-luchd.
3.3 Co-obrachadh Siostaim agus Leasachadh Èifeachdais Lùtha
Feumaidh bun-structar taiceil a bhith ann nuair a thathar a’ cleachdadh electrodan UHP, nam measg siostaman solar cumhachd àrd-bholtaids (me, ceanglaichean dìreach 110 kV), càbaill fhuaraichte le uisge, agus aonadan cruinneachaidh duslach èifeachdach. Bidh teicneòlasan ath-bheothachaidh teas sgudail (me, co-ghinealach gas far-fùirneis arc dealain) ag àrdachadh èifeachdas lùtha iomlan gu còrr air 60%, a’ comasachadh cleachdadh lùtha eas-chruthach.
Tha an t-eadar-theangachadh seo a’ cumail suas mionaideachd theicnigeach agus aig an aon àm a’ cumail ri gnàthasan briathrachais acadaimigeach/gnìomhachais, a’ dèanamh cinnteach à soilleireachd do luchd-èisteachd sònraichte.
Àm puist: 6 Cèitean 2025