דער אַרבעט פּרינציפּ פון גאָר הויך-מאַכט גראַפיט עלעקטראָודז.

דער ארבעטס-פרינציף פון אולטרא-הויך-מאכט (UHP) גראפיט עלעקטראדן איז בפֿרט באזירט אויף דעם בויגן-אויסלאדונג דערשיינונג. ניצנדיק זייער אויסערגעווענליכע עלעקטרישע קאנדוקטיוויטעט, הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטאנד, און מעכאנישע אייגנשאפטן, ערמעגליכן די עלעקטראדן עפעקטיווע קאנווערסיע פון ​​עלעקטרישע ענערגיע אין טערמישע ענערגיע אין הויך-טעמפּעראַטור שמעלץ סביבות, דערמיט טרייבנדיק דעם מעטאַלורגישן פּראָצעס. אונטן איז א דעטאלירטע אנאליז פון זייערע הויפט אפעראציאנעלע מעכאניזמען:

1. באָגן אָפּזאָגן און עלעקטרישע-צו-טערמישע ענערגיע קאָנווערסיע

1.1 בויגן פאָרמירונג מעקאַניזם
ווען UHP גראַפיט עלעקטראָדן ווערן אינטעגרירט אין שמעלץ עקוויפּמענט (למשל, עלעקטרישע בויגן אויוון), דינען זיי ווי קאַנדאַקטיווע מעדיע. הויך-וואָולטידזש אָפּלאָד דזשענערירט אַן עלעקטרישן בויגן צווישן די עלעקטראָד שפּיץ און די אויוון אָפּצאָל (למשל, שראָט שטאָל, אייַזן ערץ). דער בויגן באַשטייט פון אַ קאַנדאַקטיוו פּלאַזמע קאַנאַל געשאפן דורך גאַז ייאַניזיישאַן, מיט טעמפּעראַטורן העכער 3000°C - פיל העכער ווי קאַנווענשאַנאַל פארברענונג טעמפּעראַטורן.

1.2 עפעקטיווע ענערגיע טראַנסמיסיע
די אינטענסיווע היץ וואָס ווערט גענערירט דורך דעם בויגן צעשמעלצט גלייך די אויוון-לאָדונג. די עלעקטראָדן'ס העכערע עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי (מיט אַ רעזיסטיוויטי אַזוי נידעריק ווי 6–8 μΩ·m) גאַראַנטירט מינימאַל ענערגיע-פאַרלוסט בעת טראַנסמיסיע, אָפּטימיזירנדיק די מאַכט-נוצן. אין עלעקטרישער בויגן-אויוון (EAF) שטאָל-מאכערייַ, למשל, קענען UHP עלעקטראָדן רעדוצירן שמעלץ-ציקלען מיט איבער 30%, באַדייטנד פֿאַרבעסערנדיק פּראָדוקטיוויטעט.

2. מאַטעריאַלע אייגנשאַפטן און פאָרשטעלונג פארזיכערונג

2.1 הויך-טעמפּעראַטור סטרוקטורעלע פעסטקייט
די עלעקטראָדן'ס הויך-טעמפּעראַטור ווידערשטאַנד שטאַמט פֿון זייער קריסטאַלינע סטרוקטור: שיכטיקע קאַרבאָן אַטאָמען פֿאָרמען אַ קאָוואַלענטע בונד נעץ דורך sp² כייברידאַזיישאַן, מיט צווישן-שיכט בינדונג דורך וואַן דער וואַלס כוחות. די סטרוקטור האַלט מעכאַנישע שטאַרקייט ביי 3000°C און אָפפערט אויסערגעוויינלעכע טערמישע שאָק קעגנשטעל (וואָס קען אויסהאַלטן טעמפּעראַטור פלוקטואַציעס פֿון ביז 500°C/מינוט), און איבערטרעפֿט מעטאַלישע עלעקטראָדן.

2.2 קעגנשטעל צו טערמישע עקספּאַנשאַן און קריכן
UHP עלעקטראָדן ווייַזן אַ נידעריק קאָעפֿיציענט פון טערמישער יקספּאַנשאַן (1.2×10⁻⁶/°C), מינימיזינג דימענשאַנאַל ענדערונגען ביי הויכע טעמפּעראַטורן און פּרעווענטינג ריס פאָרמירונג רעכט צו טערמישער דרוק. זייער קריך קעגנשטעל (פיייקייט צו אַנטקעגנשטעלנ זיך פּלאַסטיק דעפאָרמאַציע אונטער הויך טעמפּעראַטורן) איז אָפּטימיזעד דורך נאָדל קאָוק רוי מאַטעריאַל סעלעקציע און אַוואַנסירטע גראַפיטיזאַטיאָן פּראַסעסאַז, ינשורינג דימענשאַנאַל פעסטקייַט בעשאַס פּראַלאָנגד הויך-לאַסט אָפּעראַציע.

2.3 אָקסידאַציע און קעראָוזשאַן קעגנשטעל
דורך איינפירן אנטיאקסידאנטן (למשל, בארידן, סיליסיידן) און צולייגן אויבערפלאך באדעקונגען, ווערט די עלעקטראדן'ס אקסידאציע איניציאציע טעמפעראטור געהעכערט העכער 800°C. כעמישע אינערטקייט קעגן געשמאָלצן שלאַק בעתן שמעלצן פארמינדערט איבערגעטריבענע עלעקטראדן קאנסומאציע, פארלענגערנדיג די לעבנסדויער צו 2-3 מאל די פון קאנווענציאנעלע עלעקטראדן.

3. פּראָצעס קאָמפּאַטאַביליטי און סיסטעם אָפּטימיזאַציע

3.1 קראַנט געדיכטקייט און מאַכט קאַפּאַציטעט
UHP עלעקטראָדן שטיצן קראַנט געדיכטקייטן העכער 50 A/cm². ווען זיי ווערן צוזאַמענגעפּאַסט מיט הויך-קאַפּאַציטעט טראַנספאָרמאַטאָרן (למשל, 100 MVA), ערמעגלעכן זיי איין-אויוון מאַכט אַרייַנגאַנגען העכער 100 MW. דעם פּלאַן באַשנעלערט טערמישע אַרייַנגאַנג ראַטעס בעת שמעלץ - למשל, רעדוצירן ענערגיע קאַנסאַמשאַן פּער טאָן פון סיליקאָן אין פעראָסיליקאָן פּראָדוקציע צו אונטער 8000 kWh.

3.2 דינאַמישע רעאַקציע און פּראָצעס קאָנטראָל
מאָדערנע שמעלץ סיסטעמען ניצן קלוגע עלעקטראָד רעגולאַטאָרן (SERs) צו קאַנטיניואַסלי מאָניטאָרירן עלעקטראָד פּאָזיציע, קראַנט פלוקטואַציעס, און בויגן לענג, און האַלטן עלעקטראָד קאַנסאַמשאַן ראַטעס אין 1.5-2.0 קג/ט שטאָל. צוזאַמען מיט אויוון אַטמאָספער מאָניטאָרינג (למשל, CO/CO₂ פאַרהעלטענישן), דאָס אָפּטימיזירט עלעקטראָד-אָפּלאָד קאַפּלינג עפעקטיווקייט.

3.3 סיסטעם סינערגיע און ענערגיע עפעקטיווקייט פֿאַרבעסערונג
אויסשטעלן UHP עלעקטראָדן פארלאנגט שטיצנדיקע אינפראַסטרוקטור, אַרייַנגערעכנט הויך-וואָולטידזש מאַכט צושטעלן סיסטעמען (למשל, 110 קילוואָולט דירעקט קאַנעקשאַנז), וואַסער-געקילטע קייבאַלז, און עפעקטיוו שטויב זאַמלונג וניץ. וויסט היץ אָפּזוך טעקנאַלאַדזשיז (למשל, עלעקטריש בויגן אויוון אַוועק-גאַז קאָודזשענעריישאַן) הייבן די קוילעלדיק ענערגיע עפעקטיווקייַט צו איבער 60%, וואָס אַלאַוז קאַסקיידינג ענערגיע נוצן.

די איבערזעצונג האַלט טעכנישע פּרעציזיע בשעת זי האַלט זיך צו אַקאַדעמישע/אינדוסטריעלע טערמינאָלאָגיע קאָנווענציעס, און זיכערט קלארקייט פֿאַר ספּעציאַליזירטע אוידיטאָריעס.