超高功率石墨電極主要用作電弧爐的導(dǎo)電材料。 目前，國(guó)外主要生產(chǎn)超高功率石墨電極的企業(yè)有吉方達(dá)碳素新材料科技有限公司、山西西姆東海碳素材料有限公司等。國(guó)外碳素行業(yè)年產(chǎn)值在2018年為t，主要產(chǎn)品尺寸為半徑400~的超高功率石墨電極。 新標(biāo)準(zhǔn)《YB/—2015超高功率石墨電極》發(fā)布后，得到了炭素企業(yè)和鋼鐵用戶的認(rèn)可。 2019年獲得福建省第四屆標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 下面介紹一下測(cè)定的主要技術(shù)內(nèi)容。

1 職位簡(jiǎn)介

1.1 任務(wù)來源

根據(jù)工信部[2009]260號(hào)文件要求，冀等單位負(fù)責(zé)修訂中華人民共和國(guó)紅色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《超高功率石墨》電極》，計(jì)劃編號(hào)：2009--YB.

1.2 工作條件

接到任務(wù)后，季金、冶金工業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)研究院聯(lián)合組成了標(biāo)準(zhǔn)起草和修訂小組。 標(biāo)準(zhǔn)編寫組根據(jù)近幾年超高功率石墨電極生產(chǎn)和使用的實(shí)際情況，通過調(diào)查研究和資料收集，于2014年4月完成了本標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿和編制說明，并發(fā)送給相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)和用戶單位供審查。 征求意見，在征求意見的基礎(chǔ)上，形成標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿。

2014年12月，省鋼材標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)碳材料分技術(shù)委員會(huì)在上海組織標(biāo)準(zhǔn)評(píng)審會(huì)，根據(jù)評(píng)審會(huì)修改內(nèi)容，完成標(biāo)準(zhǔn)送審稿。

2015年7月發(fā)布2015年第49號(hào)公告，標(biāo)準(zhǔn)《YB/-2015超高功率石墨電極》獲批并于2016年1月1日實(shí)施。

2 主要技術(shù)指標(biāo)的確定

2.1 標(biāo)準(zhǔn)范圍

隨著炭素技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)超高功率石墨電極的原料發(fā)生了重大變化，故將“本標(biāo)準(zhǔn)適用于以優(yōu)質(zhì)針狀焦為主要原料”修改為“本標(biāo)準(zhǔn)適用于適用于以針狀焦和煤焦油瀝青為主要原料”。

2.2 引用標(biāo)準(zhǔn)

(1)由于大多數(shù)電極生產(chǎn)廠家沒有進(jìn)行整體式石墨電極的彈性撓度試驗(yàn)，也沒有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量波速，參考標(biāo)準(zhǔn)《GB/T整體式石墨電極彈性撓度試驗(yàn)波速法》已被刪除。

(2) 引用的標(biāo)準(zhǔn)修訂為最新的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 外觀、尺寸及允許誤差

(1)將表1中的“長(zhǎng)度”修改為“公稱寬度”。

(2) 由于用戶使用的電爐容量不斷減少，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)IEC-2005和SGL公司標(biāo)準(zhǔn)，降低了對(duì)Φ和Φ的電極和接頭外形規(guī)格的相關(guān)要求。

(3)為與-2005國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，提高產(chǎn)品的通用性，將公稱外徑為的焊條最大實(shí)際半徑由原標(biāo)準(zhǔn)中的修改為； 原標(biāo)準(zhǔn)變更了標(biāo)稱外徑為的焊條的最小實(shí)際半徑。 修改為，黑色皮革部分最小實(shí)際半徑由原來的修改為。

(4) 由于Φ焊條市場(chǎng)有寬度的需求，標(biāo)稱厚度有所降低； Φ及以上焊條降低了標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)稱厚度和； Φ及以上焊條縮減標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)稱寬度。

(5) 為方便用戶使用，將標(biāo)稱寬度的最大標(biāo)準(zhǔn)寬度誤差由原標(biāo)準(zhǔn)+降低為+； 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)稱寬度的允許誤差確定與標(biāo)稱寬度一致。

(6) 為方便用戶，每批次供貨的允許短焊條不超過15%，修改為5%。 請(qǐng)參閱標(biāo)準(zhǔn)中的第 3.3 條。

(7) 為提高電極連接質(zhì)量，提高產(chǎn)品性能，兩電極連接處錐面間隙不小于0.4mm，修改為0.05mm。 請(qǐng)參閱標(biāo)準(zhǔn)中的第 3.5 條。

(8)第3.6條“電極尺寸如有特殊要求，由雙方協(xié)商”。

2.4 理化指標(biāo)

(1)由于用戶要求的不斷提高，超高功率石墨電極的質(zhì)量也在不斷提高。 為提高產(chǎn)品的用戶性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，更好地滿足用戶要求，對(duì)Φ300～超高功率石墨電極部分指標(biāo)進(jìn)行了修訂。

Φ300~：電極體積密度由1.65g/cm3修改為1.67g/cm3； 連接器從 1.72g/cm3 修改為 1.74g/cm3。

Φ450~：電極體積密度由1.64g/cm3修改為1.66g/cm3； 電極彎曲硬度由10.0MPa修改為10.5MPa； 電極內(nèi)阻由6.5μΩ·m修改為6.3μΩ·m； 連接器堆積密度從1.70g/cm3修改為1.75g/cm3； 接頭彎曲硬度由 16.0MPa 修改為 20.0MPa。

Φ及以下接頭內(nèi)電阻率由5.5μΩ·m修改為5.3μΩ·m。

由于使用了添加劑，酸值從 0.3% 修改為 0.5%。

（2）由于大尺寸超高功率石墨電極市場(chǎng)占有率持續(xù)下降，為促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展，對(duì)Φ550的大尺寸超高功率石墨電極指標(biāo)要求減少了約 800 毫米。

修訂后的技術(shù)指標(biāo)見表1（見標(biāo)準(zhǔn)表4）。

2.5 表面質(zhì)量

(1) 電極表面缺塊或凹坑的要求修改為“電極表面不少于兩個(gè)缺塊或凹坑，缺陷半徑為10~20mm，大于10mm的不計(jì)算在內(nèi)，并且深度為5~10mm，大于5mm的不算”。 參見標(biāo)準(zhǔn)中的第 4.2.1 條。

(2)焊條表面不允許有縱向裂紋；寬度為0.3~1.0mm的橫向裂紋厚度不應(yīng)小于80mm，且不應(yīng)小于二

文章; 而長(zhǎng)度大于0.3mm的橫向裂紋不計(jì)”修改為“焊條表面不允許有裂紋”。見標(biāo)準(zhǔn)4.2.4條。

(3)減少“直徑550～電極不得有黑皮”。 參見標(biāo)準(zhǔn)中的第 4.2.5 條。

2.6 其他修訂

(1)由于測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)不斷修訂和制定，其中的章節(jié)編號(hào)會(huì)發(fā)生變化，故“電阻率按GB/T中第5節(jié)(石墨電極產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量)的規(guī)定進(jìn)行測(cè)量”修改為“電阻率的測(cè)定按GB/T的規(guī)定執(zhí)行”。 請(qǐng)參閱標(biāo)準(zhǔn)中的第 5.1 條。

(2)修訂了接頭熱膨脹系數(shù)批次檢驗(yàn)規(guī)則和每批次應(yīng)抽樣數(shù)量，同品種、同尺寸接頭的選材、配方、工藝控制基本穩(wěn)定，且熱膨脹系數(shù)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，故將“同一型號(hào)、尺寸的電極至少每月測(cè)量一次；接頭每爐測(cè)量一次”修改為“同一型號(hào)的電極和接頭尺寸應(yīng)至少每月測(cè)試一次”。 參見標(biāo)準(zhǔn)中的第 6.3.1 條。

3）提供Φ550~超高功率石墨電極的推薦允許電壓負(fù)載。 參見標(biāo)準(zhǔn)中的附錄 A。

3 與國(guó)際指標(biāo)比較

為提高標(biāo)準(zhǔn)的層次性、科學(xué)性和合理性，保證產(chǎn)品的通用性，標(biāo)準(zhǔn)編寫團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)收集了IEC-2005國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)UCAR公司、德國(guó)SGL公司、昭和鉗工和美國(guó)HEG公司等國(guó)際知名碳素公司。 本公司標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品樣品經(jīng)研究確定，超高功率石墨電極行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電極及接頭規(guī)格及公差要求等同于IEC-2005國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但部分公差要求低于IEC-2005標(biāo)準(zhǔn)要求。 理化指標(biāo)等技術(shù)要求參照國(guó)外企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用情況綜合確定。

4。結(jié)論

(1)本次修訂標(biāo)準(zhǔn)提高了接頭的彎曲硬度、體積密度等指標(biāo)，確定了大型超高功率石墨電極的指標(biāo)，提出了Φ750~電極的規(guī)格及公差要求，適用于為碳素企業(yè)生產(chǎn)和用戶提供技術(shù)支持和質(zhì)量保證，促進(jìn)超高功率石墨電極產(chǎn)品質(zhì)量的提高和發(fā)展，提高國(guó)外產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

(2)根據(jù)生產(chǎn)和用戶使用實(shí)際情況，規(guī)格和公差要求等同于IEC-2005國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，部分公差要求低于IEC標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)日趨科學(xué)合理。

參考：

[1]朱海哲,賈文濤,姚路光,等.YB/-2015超高功率石墨電極[S].