Grafīta CTE parasti ir 1-4 × 10⁻⁶/grāds, kas ir daudz zemāks nekā metāliem (piemēram, nerūsējošajam tēraudam ar 17 × 10⁻⁶/grādu) un lielākajai daļai keramikas materiālu. Šim raksturlielumam ir izšķiroša nozīme tādos pamatprocesos kā augstas temperatūras grafitizācija (2800-3000 grādi) un negatīvo elektrodu materiālu karbonizācija.
1. Izmēru stabilitāte: krāsns iekraušanas precizitātes un materiāla gultņu drošības nodrošināšana
Augstas-temperatūras deformācijas kontrole: zemais grafīta CTE izraisa minimālas grafīta kastes izmēra izmaiņas temperatūrā virs 2800 grādiem (katrs garuma metrs mainās tikai par 0,28–1,2 mm), izvairoties no:
Starpslāņu novirze un krāsns iestrēgšana, kad tīģeļi ir sakrauti, nodrošinot stabilu nepārtrauktas stūmējkrāsnis / tuneļkrāsnis
Izmaiņas spraugā starp tīģeļiem un tīģeļa sieniņām, novēršot materiāla nokrišanu vai iekšējās gaisa plūsmas traucējumus krāsnī
Plūsmas kanālu bloķēšana un blīvējuma bojājums, nodrošinot krāsns atmosfēras vienmērīgumu
Pelējuma precizitātes saglabāšana: pielāgotām grafīta kastēm ar režģa/slāņa konstrukcijām zemais izplešanās koeficients var saglabāt precīzus iekšējos izmērus ilgtermiņā, nodrošinot konsekventu katras negatīvo elektrodu materiālu partijas uzpildes tilpumu un izvairoties no nevienmērīga materiālu sadalījuma konteinera deformācijas dēļ.
2. Termiskā triecienizturība: cikla dzīves un ražošanas nepārtrauktības noteikšana
Termiskā sprieguma inhibīcijas mehānisms: zemais grafīta CTE ievērojami samazina termisko spriegumu (σ=E・ ・ΔT/(1 - ν)) krāsns krāsnīs ar straujām temperatūras izmaiņām (piemēram, grafitizācijas krāsnīs ar sildīšanas ātrumu līdz 50 grādiem/min):
Novēršot tīģeļa iekšējo plaisu, šķelšanos vai sadrumstalotību termiskās izplešanās un saraušanās dēļ ar daudz mazāku bojājumu līmeni nekā keramikas/korunda tīģeļiem
Spēj izturēt vairāk nekā 1000 aukstuma -karstu ciklus, pagarinot kalpošanas laiku līdz 1–2 gadiem, samazinot izslēgšanas un nomaiņas biežumu
Ražošanas stabilitātes uzlabošana: grafīta kārbu ar spēcīgu termiskā trieciena pretestību var pielāgot agresīvākām temperatūras paaugstināšanās līknēm, saīsinot ražošanas ciklu vienā partijā un samazinot materiāla piesārņojuma risku tīģeļa bojājumu dēļ (neviena negatīvā elektroda pulverī nav iemaisīta fragmenti).
3. Temperatūras lauka viendabīgums: tieši ietekmē negatīvo elektrodu materiālu mikrostruktūru un elektroķīmisko veiktspēju
Siltuma pārneses konsekvences garantija: Zemais izplešanās koeficients ļauj grafīta kārbai saglabāt struktūras integritāti augstā temperatūrā, pilnībā izmantojot savu lielisko siltumvadītspēju (120-200W/m・K), nodrošinot:
Katra slāņa un katra tīģeļa zonas vienmērīga temperatūra (temperatūras starpība mazāka vai vienāda ar 5 grādiem), izvairoties no nepietiekamas vai pārmērīgas grafitizācijas pakāpes noteiktos apgabalos
Vienota kristāla struktūra un konsekvents starpslāņu attālums starp negatīvo elektrodu materiālu, uzlabojot pirmās uzlādes{0}}izlādes efektivitāti (pirmās efektivitātes) un cikla stabilitāti
Temperatūras neviendabīguma izraisītu blakusreakciju samazināšana (piemēram, atlikušais amorfais ogleklis, piemaisījumu fāžu veidošanās)
Partijas konsistence: pēc ilgstošas-lietošanas lieluma izmaiņas ir nelielas, nodrošinot, ka materiāli dažādās partijās vienā krāsnī iegūst tādu pašu termisko vēsturi, uzlabojot produktu partijas konsistenci (piemēram, jaudas novirze ir mazāka par vai vienāda ar 2%).
4. Materiāla saskare un atdalīšana: ietekmē produkta tīrību un ražošanas efektivitāti
Uzlabota nepiedegošā īpašība: zemais izplešanās koeficients liek grafīta kastes virsmai minimāli deformēties aukstā un karstā cikla laikā, saglabājot blīvu struktūru un pašeļļošanu, izvairoties no:
Negatīvs elektrodu grafīta pulveris, kas pielīp pie sienas, ar izlādes atlikuma ātrumu mazāku vai vienādu ar 0,1%, samazinot izejvielu atkritumus
Materiālu aglomerācija un grupēšana, nodrošinot konsekventu brīvu tilpuma blīvumu
Samazinātas tīrīšanas grūtības un zemākas darbaspēka uzturēšanas izmaksas
Tīrības kontrole: bez deformācijas vai plaisāšanas nav grafīta daļiņu atdalīšanās, izvairoties no metāla/ne{0}}metālu piemaisījumu iekļūšanas (grafīta tīrība ir lielāka par vai vienāda ar 99,99%), nodrošinot zemas prasības attiecībā uz negatīvo elektrodu materiāliem (pelnu saturs mazāks vai vienāds ar 0,3%).
5. Visaptverošas izmaksas un jauda: galvenie faktori ilgtermiņa ekonomiskajiem ieguvumiem
| Ietekmes dimensija | Zemas CTE grafīta kastes priekšrocības | Augstas CTE materiālu trūkumi |
|---|---|---|
| Kalpošanas laiks | Var pārstrādāt vairāk nekā 1000 reižu vai vienāds ar to ar nomaiņas ciklu no 1 līdz 2 gadiem | Kalpošanas laiks Mazāks vai vienāds ar 300 reizēm, bieža nomaiņa |
| Iekraušanas daudzums | Var sakraut vairākos slāņos (no 5 līdz 8 slāņiem), palielinot kravnesību par 30% | Sakraušanas slāņi Mazāks vai vienāds ar 3, maz vietas izmantojums |
| Ienesīguma likme | Produkta kvalifikācijas līmenis Lielāks vai vienāds ar 99,5%, samazinot pārstrādi | Izturēšanas koeficients Mazāks vai vienāds ar 95%, nodots metāllūžņos nevienmērīgas temperatūras/piesārņojuma dēļ |
| Enerģijas patēriņš | Apkures līkne ir efektīvāka, un enerģijas patēriņš uz partiju ir samazināts par 15%. | Nepieciešama lēna sildīšana, augsts enerģijas patēriņš un ilgs cikls |
