ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ ପାୱାର (UHP) ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟ ନୀତି ମୁଖ୍ୟତଃ ଆର୍କ ଡିସଚାର୍ଜ ଘଟଣା ଉପରେ ଆଧାରିତ। ସେମାନଙ୍କର ଅସାଧାରଣ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହିତା, ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବହାର କରି, ଏହି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ତରଳାଇବା ପରିବେଶ ମଧ୍ୟରେ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଶକ୍ତିକୁ ତାପଜ ଶକ୍ତିରେ ଦକ୍ଷ ରୂପାନ୍ତରିତ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରନ୍ତି, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଧାତୁ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଚଳାଏ। ନିମ୍ନରେ ସେମାନଙ୍କର ମୂଳ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଯନ୍ତ୍ରପାତିର ଏକ ବିସ୍ତୃତ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଦିଆଯାଇଛି:
୧. ଆର୍କ ଡିସଚାର୍ଜ ଏବଂ ବୈଦ୍ୟୁତିକ-ରୁ-ତାପଜ ଶକ୍ତି ପରିବର୍ତ୍ତନ
୧.୧ ଆର୍କ ଗଠନ ଯନ୍ତ୍ର
ଯେତେବେଳେ UHP ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ତରଳାଇବା ଉପକରଣରେ (ଯଥା, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଆର୍କ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍) ସଂଯୋଜିତ କରାଯାଏ, ସେମାନେ ପରିବାହୀ ମାଧ୍ୟମ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରନ୍ତି। ଉଚ୍ଚ-ଭୋଲଟେଜ୍ ଡିସଚାର୍ଜ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଟିପ୍ ଏବଂ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଚାର୍ଜ (ଯଥା, ସ୍କ୍ରାପ୍ ଷ୍ଟିଲ୍, ଲୁହା ଖଣିଜ) ମଧ୍ୟରେ ଏକ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଆର୍କ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଏହି ଆର୍କରେ ଗ୍ୟାସ୍ ଆୟନାଇଜେସନ୍ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ଏକ ପରିବାହୀ ପ୍ଲାଜ୍ମା ଚ୍ୟାନେଲ୍ ଥାଏ, ଯାହାର ତାପମାତ୍ରା 3000°C ଅତିକ୍ରମ କରିଥାଏ - ପାରମ୍ପରିକ ଦହନ ତାପମାତ୍ରାକୁ ବହୁ ପଛରେ ପକାଇଥାଏ।
୧.୨ ଦକ୍ଷ ଶକ୍ତି ପରିବହନ
ଆର୍କ ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହେଉଥିବା ତୀବ୍ର ଉତ୍ତାପ ସିଧାସଳଖ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଚାର୍ଜକୁ ତରଳିଦିଏ। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହୀତା (6-8 μΩ·m ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ କମ୍ ପ୍ରତିରୋଧକତା ସହିତ) ପରିବହନ ସମୟରେ ସର୍ବନିମ୍ନ ଶକ୍ତି କ୍ଷତି ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ, ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାରକୁ ଅନୁକୂଳ କରିଥାଏ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଆର୍କ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ (EAF) ଇସ୍ପାତ ନିର୍ମାଣରେ, UHP ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକ ତରଳାଇବା ଚକ୍ରକୁ 30% ରୁ ଅଧିକ ହ୍ରାସ କରିପାରେ, ଯାହା ଉତ୍ପାଦକତାକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ।
2. ସାମଗ୍ରୀ ଗୁଣଧର୍ମ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ନିଶ୍ଚିତତା
୨.୧ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନର ଗଠନାତ୍ମକ ସ୍ଥିରତା
ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକର ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ସ୍ଥିରତା ସେମାନଙ୍କର ସ୍ଫଟିକୀୟ ଗଠନରୁ ଉତ୍ପନ୍ନ ହୁଏ: ସ୍ତରୀକୃତ କାର୍ବନ ପରମାଣୁଗୁଡ଼ିକ sp² ହାଇବ୍ରିଡାଇଜେସନ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଏକ ସହ-ଭାଲଣ୍ଟ ବନ୍ଧନ ନେଟୱାର୍କ ଗଠନ କରନ୍ତି, ଯାହା ଭାନ୍ ଡେର ୱାଲ୍ସ ବଳ ମାଧ୍ୟମରେ ଆନ୍ତଃସ୍ତର ବନ୍ଧନ ସହିତ। ଏହି ଗଠନ 3000°C ରେ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ବଜାୟ ରଖେ ଏବଂ ଅସାଧାରଣ ଥର୍ମାଲ୍ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧ ପ୍ରଦାନ କରେ (500°C/ମିନିଟ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ତାପମାତ୍ରା ହ୍ରାସ ସହ୍ୟ କରି), ଧାତବ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ପଛରେ ପକାଇଥାଏ।
୨.୨ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଏବଂ କ୍ରିପ୍ ପ୍ରତିରୋଧ
UHP ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକ କମ୍ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ (1.2×10⁻⁶/°C) ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି, ଯାହା ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ଡାଇମେନ୍ସନାଲ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ କମ କରିଥାଏ ଏବଂ ତାପଜ ଚାପ ଯୋଗୁଁ ଫାଟ ଗଠନକୁ ରୋକିଥାଏ। ସେମାନଙ୍କର କ୍ରିପ୍ ପ୍ରତିରୋଧ (ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ପ୍ଲାଷ୍ଟିକ୍ ବିକୃତିକୁ ପ୍ରତିରୋଧ କରିବାର କ୍ଷମତା) ସୁଇ କୋକ୍ କଞ୍ଚାମାଲ ଚୟନ ଏବଂ ଉନ୍ନତ ଗ୍ରାଫିଟାଇଜେସନ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ଅନୁକୂଳିତ ହୋଇଥାଏ, ଯାହା ଦୀର୍ଘ ସମୟ ଧରି ଉଚ୍ଚ-ଲୋଡ୍ କାର୍ଯ୍ୟ ସମୟରେ ଡାଇମେନ୍ସନାଲ ସ୍ଥିରତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିଥାଏ।
୨.୩ ଅକ୍ସିଡେସନ ଏବଂ କ୍ଷୟ ପ୍ରତିରୋଧ
ଆଣ୍ଟିଅକ୍ସିଡାଣ୍ଟ (ଯଥା, ବୋରାଇଡ୍, ସିଲିସାଇଡ୍) ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ କରି ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ ଆବରଣ ପ୍ରୟୋଗ କରି, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକର ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ଆରମ୍ଭ ତାପମାତ୍ରା 800°C ଉପରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ତରଳାଇବା ସମୟରେ ତରଳିଥିବା ସ୍ଲାଗ୍ ବିରୁଦ୍ଧରେ ରାସାୟନିକ ଜଡ଼ତା ଅତ୍ୟଧିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ବ୍ୟବହାରକୁ ହ୍ରାସ କରେ, ପାରମ୍ପରିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଅପେକ୍ଷା ସେବା ଜୀବନ 2-3 ଗୁଣ ବୃଦ୍ଧି କରେ।
3. ପ୍ରକ୍ରିୟା ସୁସଙ୍ଗତତା ଏବଂ ସିଷ୍ଟମ୍ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍
୩.୧ ବର୍ତ୍ତମାନର ଘନତ୍ୱ ଏବଂ ଶକ୍ତି କ୍ଷମତା
UHP ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ 50 A/cm² ରୁ ଅଧିକ କରେଣ୍ଟ ଘନତାକୁ ସମର୍ଥନ କରେ। ଉଚ୍ଚ-କ୍ଷମତା ଟ୍ରାନ୍ସଫର୍ମର (ଯଥା, 100 MVA) ସହିତ ଯୋଡା ହେଲେ, ସେମାନେ 100 MW ରୁ ଅଧିକ ସିଙ୍ଗଲ-ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ପାୱାର ଇନପୁଟ୍ ସକ୍ଷମ କରନ୍ତି। ଏହି ଡିଜାଇନ୍ ସ୍ମେଲ୍ଟିଂ ସମୟରେ ତାପଜ ଇନପୁଟ୍ ହାରକୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କରେ - ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଫେରୋସିଲିକନ୍ ଉତ୍ପାଦନରେ ପ୍ରତି ଟନ୍ ସିଲିକନ୍ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାରକୁ 8000 kWh ତଳେ ହ୍ରାସ କରେ।
୩.୨ ଗତିଶୀଳ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏବଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ
ଆଧୁନିକ ସ୍ମେଲ୍ଟିଂ ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସ୍ଥିତି, କରେଣ୍ଟର ଉତ୍ଥାନ-ପ୍ରବାହ ଏବଂ ଆର୍କ ଲମ୍ବକୁ ନିରନ୍ତର ନିରୀକ୍ଷଣ କରିବା ପାଇଁ ସ୍ମାର୍ଟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ନିୟାମକ (SER) ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ବ୍ୟବହାର ହାର 1.5-2.0 kg/t ଇସ୍ପାତ ମଧ୍ୟରେ ବଜାୟ ରଖେ। ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ବାୟୁମଣ୍ଡଳ ମନିଟରିଂ (ଯଥା, CO/CO₂ ଅନୁପାତ) ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ, ଏହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍-ଚାର୍ଜ କପଲିଂ ଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିଥାଏ।
୩.୩ ସିଷ୍ଟମ୍ ସମନ୍ୱୟ ଏବଂ ଶକ୍ତି ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି
UHP ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ନିୟୋଜିତ କରିବା ପାଇଁ ସହାୟକ ଭିତ୍ତିଭୂମି ଆବଶ୍ୟକ, ଯେଉଁଥିରେ ଉଚ୍ଚ-ଭୋଲଟେଜ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଯୋଗାଣ ବ୍ୟବସ୍ଥା (ଯଥା, 110 kV ସିଧାସଳଖ ସଂଯୋଗ), ଜଳ-ଥଣ୍ଡା କେବୁଲ୍ ଏବଂ ଦକ୍ଷ ଧୂଳି ସଂଗ୍ରହ ୟୁନିଟ୍ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଅପଚୟ ତାପ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା (ଯଥା, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଆର୍କ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଅଫ୍-ଗ୍ୟାସ୍ ସହ-ଉତ୍ପାଦନ) ସାମଗ୍ରିକ ଶକ୍ତି ଦକ୍ଷତାକୁ 60% ରୁ ଅଧିକ କରିଥାଏ, ଯାହା କାସକେଡିଂ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାରକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।
ଏହି ଅନୁବାଦ ଶିକ୍ଷାଗତ/ଶିଳ୍ପିକ ଶବ୍ଦାବଳୀ ପ୍ରଥା ପାଳନ କରିବା ସହିତ ବୈଷୟିକ ସଠିକତା ବଜାୟ ରଖେ, ବିଶେଷଜ୍ଞ ଦର୍ଶକଙ୍କ ପାଇଁ ସ୍ପଷ୍ଟତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମଇ-୦୬-୨୦୨୫