Los electrodos de grafito son los elementos más ecologicos para la produccion de acero en la actualidad, comparados con los altos hornos. Su alta conductibilidad a altas temperaturas lo convierte en el medio ideal para trasmitir la energia electrica y convertirla en energia calorica en la produccion de acero, aluminio, litio, magnesio y potacio, entre otros elementos.
El uso en la industria del acero se da de la siguiente manera:
a) El horno de arco eléctrico puede tener uno o tres electrodos dependiendo de si utiliza DC (corriente continua) ó AC (corriente alterna). Por esta razón, el techo del horno tiene uno o tres agujeros simétricos; en cada orificio encaja la columna de un electrodo con suficiente holgura para que no permita fugas de calor. Además, el techo tiene un orificio para la salida de gas y en muchos casos otros orificios para la inyección de cal y el muestreo del material fundido y las escorias.
b) Cada columna de electrodos del horno AC representa una fase de corriente alterna, que en contacto con la carga metálica generará un arco eléctrico que fundirá y/o mantendrá la carga metálica en estado líquido mientras se refina el acero.
c) La energia electrica controla la operación del horno durante gran parte de la fundición de la carga metálica. Primero esta carga electrica alta produce un arco electrico largo de alta temperatura que perfora el batch de carga metálica. Segundo, cuando llega al limite el arco aumenta fundiendo la carga a su alrededor. Tercero los electrodos van fundiendo la carga metálica de abajo hacia arriba a potencia constante. Cuarto, cuando la carga está casi fundida y se agregan las ferroaleaciones, inyecta oxigeno y carbón, la operación de los electrodos entregando energía es regulada para mentener líquida la carga y elevar la temperatura para homogenizar el acero.
f) Los objetivos de producción son alcanzar el menor costo por tonelada de acero y esto se logra en base al menor consumo de energía, electrodos, oxígeno, carbono y tiempo de operación, además de la carga metálica, calidad de ferroaleaciones, etc.
g) El parámetro más común utilizado para medir el consumo de electrodos es el peso por tonelada de metal líquido fundido normalmente medido después de cada día o ciclo de operaciones. El consumo de electrodos incluye la parte quemada en el horno (relacionada con el tiempo de encendido del arco) y la parte perdida por roturas mecánicas (principalmente en las primeras etapas de fusión). Por lo tanto, una mayor calidad y eficiencia de un electrodo tendrá un tiempo de funcionamiento más prolongado.
h) La potencia eléctrica que soportan los electrodos es en función de su diámetro, contenido de cenizas y uso de coque de alta calidad.
d) El diámetro del electrodo depende del tamaño del horno (diámetro y peso del acero fundido) y de la potencia de su transformador (límite debido a la máxima densidad de corriente permitida).
e) Además de la especificación técnica del horno y su transformador, los electrodos son elegidos por el tipo de acero que se produce.
