石墨電極抗光震性能研究 吉林宏 1.抗熱震性能的認(rèn)識(shí) 隨著冶煉電弧爐功率密度的不斷提高和煉鐵工藝的不斷強(qiáng)化，人們發(fā)現(xiàn)僅靠提高石墨電極的電阻率、增強(qiáng)機(jī)械硬度，仍不足以滿足煉鐵的需要。 這里的主要問(wèn)題是電極容易破裂和碎裂。 于是，冶煉工程師和電極制造工程師逐漸認(rèn)識(shí)到，石墨電極等韌性材料在高硬度煉鋼過(guò)程中受到快速冷卻和快速加熱，電極內(nèi)部形成較大的溫度梯度，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱變形。 石墨電極因?yàn)闊o(wú)法承受這些熱變形的影響而被折斷、折斷。 工程師們認(rèn)為，大熱天潑冷水時(shí)玻璃爆裂的現(xiàn)象是玻璃的延展性、低硬度、低導(dǎo)熱率和低熱膨脹系數(shù)綜合作用的結(jié)果。 因此玻璃制造工程師發(fā)明了具有高熱膨脹系數(shù)的硼玻璃。 這些玻璃可以承受快速冷卻和快速加熱的熱沖擊。 用這些硼玻璃制成的燒瓶可以裝滿紅熱狀態(tài)的熱水而不會(huì)爆裂。 這啟發(fā)了電極制造工程師如何提高石墨電極的“抗熱震性能”，以滿足高功率和超高功率電爐高硬度煉鐵工藝的需求。 20世紀(jì)50年代和60年代之交，出現(xiàn)了高功率石墨電極。 1964年，英國(guó)首先研制出超高功率石墨電極。 這種石墨電極具有更好的耐光沖擊性能，可以滿足高功率和超高功率電爐的需要。

如何評(píng)價(jià)石墨電極的抗光震性能成為當(dāng)時(shí)及以后的一個(gè)重要課題。 過(guò)去已經(jīng)開(kāi)發(fā)和發(fā)展了許多測(cè)量石墨電極抗光沖擊性的方法。 而且這些方法大多流程復(fù)雜、重現(xiàn)性差，因此目前還沒(méi)有一種方法得到業(yè)界普遍認(rèn)可。 因此人們轉(zhuǎn)而尋求用其他數(shù)學(xué)熱性質(zhì)來(lái)間接表達(dá)抗光震性能的方法。 據(jù)悉，用其他物理性能來(lái)表達(dá)耐光沖擊性能，也可以明確耐光沖擊性能的本質(zhì)及其與其他物理性能之間的關(guān)系。 因此，尋求一種提高抗光沖擊性能的方法。 1.1 耐光沖擊性能與材料失效應(yīng)變的關(guān)系材料在熱變形作用下會(huì)形成應(yīng)變，當(dāng)應(yīng)變達(dá)到失效應(yīng)變值時(shí)，材料就會(huì)形成斷裂和裂紋。 ①式為菌株e的表達(dá)式：Tan…………………………。 ①Ee=一……。 ． ． ………………………【1）—e——應(yīng)變，或變形率，定義為e==； ZA——材料在撓度作用下的變形量，Z——材料的原始寬度——拉伸撓度，拉伸撓度達(dá)到材料的伸長(zhǎng)率和硬度時(shí)的MPa。 當(dāng)材料發(fā)生裂紋時(shí)，此時(shí)的應(yīng)變eo如公式②E——楊氏泊松比，GPa。 。 ：比喻…………………………。 ②E型從②盯著材料的硬度可以看出。該值越大，破壞應(yīng)變eo越大，材料的楊氏撓度E也越大。