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¿Por qué los electrodos de grafito son indispensables para los hornos de arco eléctrico?

March 25, 2020 4 min read

Los electrodos de grafito poseen una alta conductividad eléctrica y cuentan con la resistencia del carbón frente a las altas temperaturas. Debido a esto, los electrodos de grafito se han establecido como el estándar para la fundición en hornos de arco eléctrico. Los electrodos se sumergen en el “scrap” o chatarra, haciéndoles pasar grandes cantidades de corriente eléctrica, fungiendo de esta manera como fuente de calor. Se utilizan para la refinación y en procesos de fundición de chatarra, mineral de hierro y otras materias primas.

Por ello, vamos a conocer todo lo relacionado a los electrodos de grafito, por qué se usan en los hornos, cómo ayudan a la industria metalúrgica y otros datos que te permitirán aprovechar mejor estos elementos de grafito.

¿Qué es un horno de arco eléctrico?

Son hornos para fundición de metales, los cuales convierten la energía eléctrica en calor durante su operación. Su construcción es sencilla, contando con un recipiente con cubierta refractaria y una tapa por donde se introducen los electrodos. Como antes mencionado, los electrodos de grafito se han convertido en el estándar para este tipo de hornos utilizados en la metalurgia en general.

En relación a la cantidad de corriente eléctrica que se haga pasar por los electrodos de grafito, estos llegan a alcanzar temperaturas superiores a los 3500ºC. Como consecuencia, son altamente efectivos y el grafito un elemento indispensable para su funcionamiento..

De acuerdo al tipo de construcción de horno, estos pueden utilizar corriente alterna (AC) o directa (DC). En el caso de acero, son necesarios alrededor de 400 MWh de energía eléctrica para la producción de una sola tonelada de acero.

¿Cómo se utilizan los electrodos de grafito?

Para iniciar la operación del horno, la chatarra o mineral de fierro es introducido al horno y sellado con su tapa para evitar accidentes.

Con ayuda de un sistema hidráulico, los electrodos son lentamente introducidos en la cámara de horno a través de aperturas en la tapa.

Cabe mencionar que durante el proceso de fabricación de los electrodos, estos son maquinados y cuentan con roscas en los extremos. De igual manera existen nipples de grafito para conectar dos o más electrodos uno con otro, por lo cual el largo final del electrodo introducido al horno puede variar.

Los electrodos se encuentran enroscados en una especie de sockets, como los focos incandescentes que todos conocemos. De esta manera, se logra pasar la gran cantidad de corriente eléctrica necesaria a través de ellos.

Al final de la operación, los electrodos se extraen por medio de sistema hidráulico y el metal fundido es trasladado o vaciado para la elaboración de productos de acero.

Debido a las temperaturas extremas del proceso de fundición, los electrodos de grafito comienzan a degradarse, o bien se oxidan y subliman en CO2 por la presencia de oxígeno y el efecto catalizante de la temperatura. Por ello, estos deben ser intercambiados periódicamente para la operación adecuada de horno.

Algunos parámetros importantes de los electrodos de grafito son:

  • Densidad aparente: Peso de la unidad, mientras mayor sea su peso tendrá mejores propiedades mecánicas.
  • Resistencia eléctrica: Al recibir una corriente eléctrica, tiene una resistencia y dependiendo si es baja o alta garantiza su buen funcionamiento.
  • Resistencia a la tensión y a la flexión: Fuerza que se necesita para romper el niple del electrodo.
  • Coeficiente de dilatación: La dilatación en la longitud del electrodo de grafito según el calor que se le aplique.
  • Módulo de Young: Medida de resistencia al cambio de longitud del electrodo ante una fuerza de tensión.
  • Grado: Calidad del grafito que compone el electrodo. Por ello, es el material perfecto para cumplir con las más altas exigencias en temperaturas altas.

Conclusiones

Para finalizar los electrodos de grafito son indispensables en la industria metalúrgica. Su elaboración es tarea de grandes consorcios internacionales, ya que requieren de fuertes inversiones. Sin embargo, en ESGRAF estamos listos para brindarle un sinfín de soluciones para el manejo, vaciado y moldeado en la metalurgia en general. Contacte a nuestros asesores para una asesoría personalizada.

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