超高功率石墨電極主要用作電弧爐的導電材料。 目前，國外主要生產超高功率石墨電極的企業(yè)有吉方達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。國外碳素行業(yè)年產值在2018年為t，主要產品尺寸為半徑400~的超高功率石墨電極。 新標準《YB/—2015超高功率石墨電極》發(fā)布后，得到了炭素企業(yè)和鋼鐵用戶的認可。 2019年獲得福建省第四屆標準創(chuàng)新貢獻獎二等獎。 下面介紹一下測定的主要技術內容。

1 職位簡介

1.1 任務來源

根據工信部[2009]260號文件要求，冀等單位負責修訂中華人民共和國紅色冶金行業(yè)標準《超高功率石墨》電極》，計劃編號：2009--YB.

1.2 工作條件

接到任務后，季金、冶金工業(yè)信息化標準研究院聯(lián)合組成了標準起草和修訂小組。 標準編寫組根據近幾年超高功率石墨電極生產和使用的實際情況，通過調查研究和資料收集，于2014年4月完成了本標準的征求意見稿和編制說明，并發(fā)送給相關生產企業(yè)和用戶單位供審查。 征求意見，在征求意見的基礎上，形成標準報批稿。

2014年12月，省鋼材標準化技術委員會碳材料分技術委員會在上海組織標準評審會，根據評審會修改內容，完成標準送審稿。

2015年7月發(fā)布2015年第49號公告，標準《YB/-2015超高功率石墨電極》獲批并于2016年1月1日實施。

2 主要技術指標的確定

2.1 標準范圍

隨著炭素技術的進步，生產超高功率石墨電極的原料發(fā)生了重大變化，故將“本標準適用于以優(yōu)質針狀焦為主要原料”修改為“本標準適用于適用于以針狀焦和煤焦油瀝青為主要原料”。

2.2 引用標準

(1)由于大多數電極生產廠家沒有進行整體式石墨電極的彈性撓度試驗，也沒有現(xiàn)場測量波速，參考標準《GB/T整體式石墨電極彈性撓度試驗波速法》已被刪除。

(2) 引用的標準修訂為最新的監(jiān)測項目標準。

2.3 外觀、尺寸及允許誤差

(1)將表1中的“長度”修改為“公稱寬度”。

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

(3)為與-2005國際標準接軌，提高產品的通用性，將公稱外徑為的焊條最大實際半徑由原標準中的修改為； 原標準變更了標稱外徑為的焊條的最小實際半徑。 修改為，黑色皮革部分最小實際半徑由原來的修改為。

(4) 由于Φ焊條市場有寬度的需求，標稱厚度有所降低； Φ及以上焊條降低了標準標稱厚度和； Φ及以上焊條縮減標準標稱寬度。

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

(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%。 請參閱標準中的第 3.3 條。

(7) 為提高電極連接質量，提高產品性能，兩電極連接處錐面間隙不小于0.4mm，修改為0.05mm。 請參閱標準中的第 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

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

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占有率持續(xù)下降，為促進生產企業(yè)發(fā)展，對Φ550的大尺寸超高功率石墨電極指標要求減少了約 800 毫米。

修訂后的技術指標見表1（見標準表4）。

2.5 表面質量

(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缺塊或凹坑，缺陷半徑為10~20mm，大于10mm的不計算在內，并且深度為5~10mm，大于5mm的不算”。 參見標準中的第 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小于80mm，且不應小于二

文章; 而長度大于0.3mm的橫向裂紋不計”修改為“焊條表面不允許有裂紋”。見標準4.2.4條。

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

2.6 其他修訂

(1)由于測量方法標準不斷修訂和制定，其中的章節(jié)編號會發(fā)生變化，故“電阻率按GB/T中第5節(jié)(石墨電極產品現(xiàn)場測量)的規(guī)定進行測量”修改為“電阻率的測定按GB/T的規(guī)定執(zhí)行”。 請參閱標準中的第 5.1 條。

(2)修訂了接頭熱膨脹系數批次檢驗規(guī)則和每批次應抽樣數量，同品種、同尺寸接頭的選材、配方、工藝控制基本穩(wěn)定，且熱膨脹系數指標相對穩(wěn)定，故將“同一型號、尺寸的電極至少每月測量一次；接頭每爐測量一次”修改為“同一型號的電極和接頭尺寸應至少每月測試一次”。 參見標準中的第 6.3.1 條。

3）提供Φ550~超高功率石墨電極的推薦允許電壓負載。 參見標準中的附錄 A。

3 與國際指標比較

為提高標準的層次性、科學性和合理性，保證產品的通用性，標準編寫團隊系統(tǒng)收集了IEC-2005國際標準、美國UCAR公司、德國SGL公司、昭和鉗工和美國HEG公司等國際知名碳素公司。 本公司標準或產品樣品經研究確定，超高功率石墨電極行業(yè)標準的電極及接頭規(guī)格及公差要求等同于IEC-2005國際標準，但部分公差要求低于IEC-2005標準要求。 理化指標等技術要求參照國外企業(yè)標準和用戶使用情況綜合確定。

4。結論

(1)本次修訂標準提高了接頭的彎曲硬度、體積密度等指標，確定了大型超高功率石墨電極的指標，提出了Φ750~電極的規(guī)格及公差要求，適用于為碳素企業(yè)生產和用戶提供技術支持和質量保證，促進超高功率石墨電極產品質量的提高和發(fā)展，提高國外產品的市場占有率，提高企業(yè)經濟效益。

(2)根據生產和用戶使用實際情況，規(guī)格和公差要求等同于IEC-2005國際標準，部分公差要求低于IEC標準，標準日趨科學合理。

參考：

[1]朱海哲,賈文濤,姚路光,等.YB/-2015超高功率石墨電極[S].