石墨电极机械强度均匀性判定Ⅰ

根据石墨电极抗折强度测试数据，以威布尔模型作为理论基础，通过计算威布尔模数值，对于石墨电极机械强度均匀性进行判定，给出了计算过程、计算方法和判定标准。

石墨电极机械强度均匀性实质上是其内部结 构均匀性的反映，质量好的石墨电极产品，不但机械强度大，而且结构也均匀。 判断石墨电极产品结 构均匀性好坏，目前主要还是通过将产品纵向锯开查看内部结构，这种做法不但会造成浪费，也会提高生产成本， 同时其判定的结果不能进行量化处理，只能做出定性判定。 如果采用在电极两端使用空芯钻头取样测试抗折强度的办法也能够判定结构均匀性好坏，不失为一种好的处理办法，对于指定批次产品钻取十几到三十几个试样，通过测试试样的抗折强度， 利用威布尔模型进行数据处理，根据威布尔模数，做出对于产品机械强度均匀性的定量判定，其实也就相当于对产品结构均匀性的定量判定。 

石墨材料破坏类型属于脆性断裂，其物理破坏模型根据格里菲斯断裂理论， 即高端裂纹扩展理论，材料破坏是由于存在结构缺陷引起的，具有脆性陶瓷材料的断裂特征。 关于脆性材料的累积强度破坏概率方面的问题，可以采用威布尔模型进行分析，从累积强度破坏概率方面判定石墨材料机械强度均匀性的问题。 目前能够得到的石墨电极产品机械强度有 3 种类型，即抗压强度、抗折强度、抗拉强度，其中抗压强度对于裂纹扩展表现不显明，而抗折强度和抗拉强度对于裂纹扩展表现比较显明，但是考虑到测抗拉强度加工试样比较费事，不大可能大批量加工抗拉强度石墨标准试样，而抗折强度试 样加工比较容易（标准试样尺寸：Φ10 mm×120 mm； Φ20 mm×160 mm；Φ30 mm×180 mm）， 每批电极产品都能够得到 10～30 个抗折强度测试结果，因此可以依据抗折强度测试数据利用威布尔模型来讨论石墨电极机械强度均匀性方面的问题。 所以可以将每一次测试抗折强度或者抗拉强度看成是一次强度破坏实验。

式（1）中：F(t)为累积强度破坏概率；t 为强度观察值；t₀为常数，也称尺度参数；m 为常数，也称形状参数或模数。 

公式中 F(t)可以根据原始强度数据个数 n 的不同，在中位秩表找到对应的中位秩作为 F(t)；t 就是抗折强度或者抗拉强度的具体测试结果。 

将式（1）进行微分，得到其概率密度函数：

从上式看出，只有 m 值才是威布尔模型中具有实质意义的参数。

机械强度均匀性判定

以石墨电极抗折强度测试结果(简称观察值)为例。数据为2015年和2016年Φ450mm×1890mm 6FG7高功率石墨电极Ⅱ型制品抗折强度测试结果，分析此数据判定哪一年的产品机械强度更加均匀。

首先对数据（观察值）进行排序，然后根据数据个数n查中位秩表中对应的中位秩作为累积强度破坏概率(F(t))，结果见表1。

为了方便计算形状参数m值，将威布尔模型进行变形处理，即将威布尔模型
进行变形处理。
具体变形过程如下：

即经过变形处理后得到，更多石墨电极新闻资讯联系我们。