Grafietelektrode is 'n hoëtemperatuurbestande grafietgeleidende materiaal wat deur petroleumknie, naaldkoks as aggregaat en steenkoolbitumen as bindmiddel vervaardig word, wat deur 'n reeks prosesse soos knie, giet, rooster, bevrugting, grafitisering en meganiese verwerking vervaardig word. materiaal.
Die grafietelektrode is 'n belangrike hoë-temperatuur geleidende materiaal vir elektriese staalvervaardiging. Die grafietelektrode word gebruik om elektriese energie na die elektriese oond toe te voer, en die hoë temperatuur wat deur die boog tussen die elektrode-punt en die lading gegenereer word, word as 'n hittebron gebruik om die lading vir staalvervaardiging te smelt. Ander ertsoonde wat materiale soos geel fosfor, industriële silikon en skuurmiddels smelt, gebruik ook grafietelektrodes as geleidende materiale. Die uitstekende en spesiale fisiese en chemiese eienskappe van grafietelektrodes word ook wyd in ander industriële sektore gebruik.
Die grondstowwe vir die vervaardiging van grafietelektrodes is petroleumkoks, naaldkoks en steenkoolteerpek.
Petroleumkoks is 'n vlambare vaste produk wat verkry word deur kooksteenkoolresidu en petroleumpek. Die kleur is swart en poreus, die hoofelement is koolstof, en die as-inhoud is baie laag, gewoonlik onder 0,5%. Petroleumkoks behoort aan die klas van maklik gegrafitiseerde koolstof. Petroleumkoks het 'n wye reeks gebruike in chemiese en metallurgiese industrieë. Dit is die belangrikste grondstof vir die vervaardiging van kunsmatige grafietprodukte en koolstofprodukte vir elektrolitiese aluminium.
Die petroleumkoks kan in twee tipes verdeel word: rou coke en gebrande coke volgens die hittebehandelingstemperatuur. Die voormalige petroleumkoks wat deur vertraagde kooksing verkry word, bevat 'n groot hoeveelheid vlugtige stowwe, en die meganiese sterkte is laag. Die gekalsineerde kooks word verkry deur rou kooks te kalsineer. Die meeste raffinaderye in China produseer slegs kooks, en kalsineringsbedrywighede word meestal in koolstofaanlegte uitgevoer.
Petroleumkoks kan verdeel word in hoë swaelkoks (wat meer as 1,5% swael bevat), medium swaelkoks (wat 0,5%-1,5% swael bevat) en lae swaelkoks (wat minder as 0,5% swael bevat). Die vervaardiging van grafietelektrodes en ander kunsmatige grafietprodukte word gewoonlik geproduseer deur gebruik te maak van lae swael kooks.
Naaldkoks is 'n soort hoë kwaliteit koks met duidelike veselagtige tekstuur, baie lae termiese uitsettingskoëffisiënt en maklike grafitisering. Wanneer die coke gebreek is, kan dit volgens tekstuur in skraal stroke verdeel word (die aspekverhouding is gewoonlik bo 1,75). 'n Anisotropiese veselstruktuur kan onder 'n polariserende mikroskoop waargeneem word, en word daarom na verwys as naaldkoks.
Die anisotropie van fisies-meganiese eienskappe van naaldkoks is baie duidelik. Dit het goeie elektriese en termiese geleidingsvermoë parallel met die lang-as rigting van die deeltjie, en die koëffisiënt van termiese uitsetting is laag. Wanneer ekstrusie giet, word die lang-as van die meeste deeltjies in die ekstrusie-rigting gerangskik. Daarom is naaldkoks die belangrikste grondstof vir die vervaardiging van hoëkrag- of ultrahoëkrag-grafietelektrodes. Die vervaardigde grafietelektrode het lae weerstand, klein termiese uitsettingskoëffisiënt en goeie termiese skokweerstand.
Naaldkoks word verdeel in olie-gebaseerde naaldkoks vervaardig uit petroleumresidu en steenkool-gebaseerde naaldkoks vervaardig uit verfynde steenkoolpik grondstowwe.
Steenkoolteer is een van die hoofprodukte van diep steenkoolteerverwerking. Dit is 'n mengsel van verskeie koolwaterstowwe, swart by hoë temperatuur, halfvast of solied by hoë temperatuur, geen vaste smeltpunt nie, versag na verhitting, en dan gesmelt, met 'n digtheid van 1,25-1,35 g/cm3. Volgens sy versagtingspunt word dit verdeel in lae temperatuur, medium temperatuur en hoë temperatuur asfalt. Die mediumtemperatuur asfaltopbrengs is 54-56% steenkoolteer. Die samestelling van steenkoolteer is uiters ingewikkeld, wat verband hou met die eienskappe van steenkoolteer en die inhoud van heteroatome, en word ook deur die kooksprosesstelsel en steenkoolteerverwerkingstoestande beïnvloed. Daar is baie aanwysers vir die karakterisering van steenkoolteerpik, soos bitumenversagtingspunt, tolueenonoplosbare stowwe (TI), kinolienonoplosbare stowwe (QI), kookswaardes en steenkoolpikreologie.
Steenkoolteer word as bindmiddel en bevrugting in die koolstofbedryf gebruik, en die prestasie daarvan het 'n groot impak op die produksieproses en produkgehalte van koolstofprodukte. Die bindmiddel-asfalt gebruik gewoonlik 'n medium-temperatuur of medium-temperatuur gemodifiseerde asfalt met 'n matige versagtingspunt, 'n hoë kookswaarde en 'n hoë β-hars. Die impregneermiddel is 'n medium temperatuur asfalt met 'n lae versagtingspunt, 'n lae QI en goeie reologiese eienskappe.
Die volgende prent toon die produksieproses van grafietelektrode in koolstofondernemings.
Kalsinering: Die koolstofhoudende grondstof word teen 'n hoë temperatuur hittebehandel om die vog en vlugtige stowwe daarin af te voer, en die produksieproses wat ooreenstem met die verbetering van die oorspronklike kookprestasie word kalsinering genoem. Oor die algemeen word die koolstofhoudende grondstof gekalsineer deur gas en sy eie vlugtige stowwe as hittebron te gebruik, en die maksimum temperatuur is 1250-1350 °C.
Kalsinering maak diepgaande veranderinge in die struktuur en fisies-chemiese eienskappe van koolstofhoudende grondstowwe, hoofsaaklik in die verbetering van die digtheid, meganiese sterkte en elektriese geleidingsvermoë van kooks, die verbetering van die chemiese stabiliteit en oksidasieweerstand van kooks, en lê 'n grondslag vir die daaropvolgende proses. .
Gebrande toerusting sluit hoofsaaklik tenkkalsiner, draaioond en elektriese kalsineerder in. Die kwaliteitsbeheerindeks van kalsinasie is dat die ware digtheid van petroleumkoks nie minder as 2.07g/cm3 is nie, die weerstand nie meer as 550μΩ.m is nie, die ware digtheid van naaldkoks nie minder as 2.12g/cm3 is nie, en die weerstand is nie meer as 500μΩ.m nie.
Grondstofdruk en bestanddele
Voor die bundeling moet die grootmaat gekalsineerde petroleumkoks en naaldkoks fyngemaak, gemaal en gesif word.
Die medium drukwerk word gewoonlik uitgevoer deur toerusting van ongeveer 50 mm te vergruis deur 'n kakebeenbreker, 'n hamerbreker, 'n rolbreker en dies meer om die 0,5-20 mm grootte materiaal wat benodig word vir die bonding verder te vergruis.
Meul is 'n proses van maal van 'n koolstofhoudende materiaal tot 'n poeieragtige klein deeltjie van 0,15 mm of minder en 'n deeltjiegrootte van 0,075 mm of minder deur middel van 'n suspensietipe ringrolmeul (Raymond-meul), 'n kogelmeul, of dies meer .
Sifting is 'n proses waarin 'n wye reeks materiale na 'n vergruising in verskeie deeltjiegroottereekse met 'n nou reeks groottes deur 'n reeks siwwe met eenvormige openinge verdeel word. Huidige elektrode produksie vereis gewoonlik 4-5 pellets en 1-2 poeier grade.
Bestanddele is die produksieprosesse vir die berekening, weeg en fokus van die verskillende aggregate van aggregate en poeiers en bindmiddels volgens die formuleringsvereistes. Die wetenskaplike geskiktheid van die formulering en die stabiliteit van die bundelbewerking is van die belangrikste faktore wat die kwaliteit-indeks en prestasie van die produk beïnvloed.
Die formule moet 5 aspekte bepaal:
1Kies die tipe grondstowwe;
2 die verhouding van verskillende tipes grondstowwe te bepaal;
3 die bepaling van die partikelgrootte samestelling van die vaste rou materiaal;
4 bepaal die hoeveelheid bindmiddel;
5 Bepaal die tipe en hoeveelheid bymiddels.
Knie: Meng en kwantifiseer verskillende deeltjiegroottes koolstofhoudende korrels en poeiers met 'n sekere hoeveelheid bindmiddel by 'n sekere temperatuur, en knie die plastisiteitspasta in 'n proses wat knie word.
Knieproses: droë meng (20-35 min) nat meng (40-55 min)
Die rol van knie:
1 Wanneer droog gemeng word, word die verskillende grondstowwe eenvormig gemeng, en die soliede koolstofhoudende materiale van verskillende deeltjiegroottes word eenvormig gemeng en gevul om die kompaktheid van die mengsel te verbeter;
2 Nadat steenkoolteerpik bygevoeg is, word die droë materiaal en die asfalt eenvormig gemeng. Die vloeibare asfalt bedek en maak die oppervlak van die korrels eenvormig nat om 'n laag asfaltbindingslaag te vorm, en al die materiale word aan mekaar gebind om 'n homogene plastiese smeer te vorm. Bevorderlik vir vorming;
3 dele steenkoolteerpek dring in die binneruimte van die koolstofhoudende materiaal binne, wat die digtheid en samehang van die pasta verder verhoog.
Giet: Die giet van koolstofmateriaal verwys na die proses om die gekniede koolstofpasta plasties te vervorm onder die eksterne krag wat deur die giettoerusting toegepas word om uiteindelik 'n groen liggaam (of rou produk) met 'n sekere vorm, grootte, digtheid en sterkte te vorm. proses.
Tipes gietwerk, toerusting en produkte wat vervaardig word:
Giet metode
Algemene toerusting
hoofprodukte
Gietwerk
Vertikale hidrouliese pers
Elektriese koolstof, lae-graad fyn struktuur grafiet
Druk
Horisontale hidrouliese ekstruder
Skroef ekstruder
Grafietelektrode, vierkantige elektrode
Vibrasie giet
Vibrasie gietmasjien
Aluminium koolstof baksteen, hoogoond koolstof baksteen
Isostatiese druk
Isostatiese gietmasjien
Isotropiese grafiet, anisotropiese grafiet
Druk operasie
1 koel materiaal: skyfverkoelingsmateriaal, silinderverkoelingsmateriaal, meng en knie verkoelingsmateriaal, ens.
Los die vlugtige stowwe uit, verlaag tot 'n geskikte temperatuur (90-120 ° C) om die adhesie te verhoog, sodat die blokkigheid van die pasta uniform is vir 20-30 min.
2 Laai: druk hysbak —– 2-3 keer sny—-4-10MPa verdigting
3 voordruk: druk 20-25MPa, tyd 3-5min, terwyl stofsuig
4 ekstrusie: druk die keerplaat af —5-15MPa ekstrusie — sny — in die afkoelbak
Tegniese parameters van ekstrusie: kompressieverhouding, perskamer en spuitpunt temperatuur, verkoelingstemperatuur, voorlaai druk tyd, ekstrusie druk, ekstrusie spoed, koelwater temperatuur
Groen liggaam inspeksie: grootmaat digtheid, voorkoms afluister, ontleding
Kalsinering: Dit is 'n proses waarin die koolstofproduk groen liggaam gevul word in 'n spesiaal ontwerpte verwarming oond onder die beskerming van die vuller om hoë-temperatuur hitte behandeling uit te voer om die steenkool pik in die groen liggaam te karboniseer. Die bitumenkoks wat na die karbonisering van die steenkoolbitumen gevorm word, stol die koolstofhoudende aggregaat en die poeierdeeltjies saam, en die gekalsineerde koolstofproduk het 'n hoë meganiese sterkte, lae elektriese weerstand, goeie termiese stabiliteit en chemiese stabiliteit. .
Kalsinering is een van die hoofprosesse in die vervaardiging van koolstofprodukte, en is ook 'n belangrike deel van die drie belangrikste hittebehandelingsprosesse van grafietelektrodeproduksie. Die kalsineringsproduksiesiklus is lank (22-30 dae vir bak, 5-20 dae vir oonde vir 2 bak), en Hoër energieverbruik. Die kwaliteit van groenbraai het 'n impak op die kwaliteit van die finale produk en die koste van produksie.
Die groen steenkoolpik in die groen liggaam word gekook tydens die roosterproses, en ongeveer 10% van die vlugtige materiaal word uitgegooi, en die volume word geproduseer deur 2-3% krimping, en die massaverlies is 8-10%. Die fisiese en chemiese eienskappe van die koolstofknuppel het ook aansienlik verander. Die porositeit het van 1.70 g/cm3 tot 1.60 g/cm3 afgeneem en die weerstand het van 10000 μΩ·m tot 40-50 μΩ·m afgeneem as gevolg van die toename van porositeit. Die meganiese sterkte van die gebrande knuppel was ook groot. Vir verbetering.
Die sekondêre bak is 'n proses waarin die gebrande produk ondergedompel word en dan gekalsineer word om die pik wat in die porieë van die gebrande produk gedompel is, te karboniseer. Elektrodes wat hoër grootmaatdigtheid vereis (alle variëteite behalwe RP) en lasblokkies moet dubbelgebak word, en die lasblokkies word ook aan drie-dip-vier-bak of twee-dip drie-bak onderwerp.
Hoof oond tipe rooster:
Deurlopende werking—-ringoond (met deksel, sonder deksel), tonneloond
Intermitterende werking—-omgekeerde oond, onder-vloer-braaier, boksbraaier
Kalsinasiekurwe en maksimum temperatuur:
Eenmalige braai—-320, 360, 422, 480 uur, 1250 °C
Sekondêre rooster—-125, 240, 280 uur, 700-800 °C
Inspeksie van gebakte produkte: voorkoms tik, elektriese weerstand, massadigtheid, druksterkte, interne struktuur analise
Impregnering is 'n proses waarin 'n koolstofmateriaal in 'n drukvat geplaas word en die vloeibare bevrugtingspek onder sekere temperatuur- en druktoestande in die porieë van die produkelektrode gedompel word. Die doel is om die porositeit van die produk te verminder, die massadigtheid en meganiese sterkte van die produk te verhoog en die elektriese en termiese geleidingsvermoë van die produk te verbeter.
Die bevrugtingsproses en verwante tegniese parameters is: roosterblok – oppervlakskoonmaak – voorverhitting (260-380 °C, 6-10 uur) – laai van die bevrugtingstenk – stofsuig (8-9KPa, 40-50min) – Inspuiting van bitumen (180) -200 °C) – Druktoediening (1,2-1,5 MPa, 3-4 uur) – Keer terug na asfalt - Verkoeling (binne of buite die tenk)
Inspeksie van geïmpregneerde produkte: gewigstoenamekoers G=(W2-W1)/W1×100%
Een dip gewigstoename koers ≥14%
Sekondêre geïmpregneerde produk gewigstoename koers ≥ 9%
Drie dipprodukte gewigstoename koers ≥ 5%
Grafitisering verwys na 'n hoë-temperatuur hittebehandelingsproses waarin 'n koolstofproduk verhit word tot 'n temperatuur van 2300 ° C of meer in 'n beskermende medium in 'n hoë-temperatuur elektriese oond om 'n amorfe gelaagde struktuur koolstof om te skakel in 'n driedimensionele geordende grafiet kristal struktuur.
Die doel en effek van grafitisering:
1 verbeter die geleidingsvermoë en termiese geleidingsvermoë van die koolstofmateriaal (die weerstand word met 4-5 keer verminder, en die termiese geleidingsvermoë word met ongeveer 10 keer verhoog);
2 verbeter die termiese skokweerstand en chemiese stabiliteit van die koolstofmateriaal (lineêre uitsettingskoëffisiënt verminder met 50-80%);
3 om die koolstofmateriaal smering en skuurweerstand te maak;
4 Uitlaat onsuiwerhede, verbeter die suiwerheid van die koolstofmateriaal (die as-inhoud van die produk word verminder van 0,5-0,8% tot ongeveer 0,3%).
Die verwesenliking van die grafitiseringsproses:
Die grafitisering van koolstofmateriaal word uitgevoer by 'n hoë temperatuur van 2300-3000 °C, dus kan dit slegs gerealiseer word deur elektriese verhitting in die industrie, dit wil sê die stroom gaan direk deur die verhitte gebrande produk, en die gebrande produk word gelaai in die oond gegenereer word deur die elektriese stroom by 'n hoë temperatuur. Die geleier is weer 'n voorwerp wat tot 'n hoë temperatuur verhit word.
Die oonde wat tans wyd gebruik word, sluit in Acheson-grafitiseringsoonde en interne hittekaskade (LWG)-oonde. Eersgenoemde het 'n groot uitset, 'n groot temperatuurverskil en 'n hoë kragverbruik. Laasgenoemde het 'n kort verhittingstyd, lae kragverbruik, eenvormige elektriese weerstand, en is nie geskik vir pas nie.
Die beheer van die grafitiseringsproses word beheer deur die elektriese drywingskromme te meet wat geskik is vir die temperatuurstygingstoestand. Die kragtoevoertyd is 50-80 uur vir die Acheson-oond en 9-15 uur vir die LWG-oond.
Die kragverbruik van grafitisering is baie groot, oor die algemeen 3200-4800KWh, en die proseskoste is verantwoordelik vir ongeveer 20-35% van die totale produksiekoste.
Inspeksie van gegrafitiseerde produkte: voorkoms tik, weerstandstoets
Bewerking: Die doel van meganiese bewerking van koolstofgrafietmateriale is om die vereiste grootte, vorm, akkuraatheid, ens. te bereik deur te sny om die elektrodeliggaam en gewrigte te maak in ooreenstemming met die gebruiksvereistes.
Grafietelektrodeverwerking word in twee onafhanklike verwerkingsprosesse verdeel: elektrodeliggaam en gewrig.
Die liggaamsverwerking sluit drie stappe van vervelige en growwe plat eindvlak, buitenste sirkel en plat eindvlak en freesdraad in. Die verwerking van koniese las kan in 6 prosesse verdeel word: sny, plat eindvlak, motorkegelvlak, freesdraad, boorbout En gleuf.
Verbinding van elektrodeverbindings: koniese verbinding (drie gespes en een gesp), silindriese verbinding, stampverbinding (manlike en vroulike verbinding)
Beheer van bewerking akkuraatheid: skroefdraadafwyking, skroefdraadsteek, las (gat) groot deursnee afwyking, voeggatkoaksialiteit, lasgatvertikaalheid, elektrode-eindvlakvlakheid, gesamentlike vierpuntafwyking. Kontroleer met spesiale ringmeters en plaatmeters.
Inspeksie van voltooide elektrodes: akkuraatheid, gewig, lengte, deursnee, massadigtheid, weerstand, voorsamestelling toleransie, ens.
Postyd: 31 Oktober 2019