عملية إنتاج قطب الجرافيت

المواد الخام وعملية تصنيع قطب الجرافيت

قطب الجرافيت عبارة عن مادة موصلة من الجرافيت مقاومة للحرارة العالية ويتم إنتاجها عن طريق العجن البترولي وفحم الكوك كركام وقار الفحم كمواد رابطة، والتي يتم إنتاجها من خلال سلسلة من العمليات مثل العجن والقولبة والتحميص والتشريب والجرافيت والمعالجة الميكانيكية. مادة.

يعد قطب الجرافيت مادة موصلة مهمة لدرجة الحرارة العالية لصناعة الصلب الكهربائية. يتم استخدام قطب الجرافيت لإدخال الطاقة الكهربائية إلى الفرن الكهربائي، ويتم استخدام درجة الحرارة المرتفعة الناتجة عن القوس بين نهاية القطب والشحنة كمصدر حرارة لإذابة الشحنة لصناعة الفولاذ. تستخدم أفران الخام الأخرى التي تصهر مواد مثل الفسفور الأصفر والسيليكون الصناعي والمواد الكاشطة أيضًا أقطاب الجرافيت كمواد موصلة. كما تستخدم الخصائص الفيزيائية والكيميائية الممتازة والخاصة لأقطاب الجرافيت على نطاق واسع في القطاعات الصناعية الأخرى.

المواد الخام لإنتاج أقطاب الجرافيت هي فحم الكوك البترولي وفحم الكوك الإبري وزفت قطران الفحم.

فحم الكوك هو منتج صلب قابل للاشتعال يتم الحصول عليه عن طريق فحم الكوك وبقايا البترول. اللون أسود ومسامي، والعنصر الرئيسي هو الكربون، ومحتوى الرماد منخفض جدًا، بشكل عام أقل من 0.5%. ينتمي فحم الكوك البترولي إلى فئة الكربون سهل الجرافيت. لفحم الكوك مجموعة واسعة من الاستخدامات في الصناعات الكيميائية والمعدنية. إنها المادة الخام الرئيسية لإنتاج منتجات الجرافيت الاصطناعي ومنتجات الكربون للألمنيوم الكهربائي.

يمكن تقسيم فحم الكوك البترولي إلى نوعين: فحم الكوك الخام وفحم الكوك المكلس حسب درجة حرارة المعالجة الحرارية. يحتوي فحم الكوك البترولي السابق الذي تم الحصول عليه عن طريق فحم الكوك المتأخر على كمية كبيرة من المواد المتطايرة، والقوة الميكانيكية منخفضة. يتم الحصول على فحم الكوك المكلس عن طريق تكليس فحم الكوك الخام. تنتج معظم المصافي في الصين فحم الكوك فقط، وتتم عمليات التكليس في الغالب في مصانع الكربون.

يمكن تقسيم فحم الكوك البترولي إلى فحم الكوك عالي الكبريت (يحتوي على أكثر من 1.5% كبريت)، وفحم الكوك المتوسط ​​(يحتوي على 0.5%-1.5% كبريت)، وفحم الكوك منخفض الكبريت (يحتوي على أقل من 0.5% كبريت). يتم إنتاج أقطاب الجرافيت ومنتجات الجرافيت الاصطناعية الأخرى بشكل عام باستخدام فحم الكوك منخفض الكبريت.

فحم الكوك هو نوع من فحم الكوك عالي الجودة ذو نسيج ليفي واضح ومعامل تمدد حراري منخفض جدًا وسهولة في الجرافيت. عندما يتم كسر فحم الكوك، يمكن تقسيمه إلى شرائح رفيعة وفقًا للنسيج (نسبة العرض إلى الارتفاع بشكل عام أعلى من 1.75). يمكن ملاحظة البنية الليفية متباينة الخواص تحت المجهر المستقطب، ولذلك يشار إليها باسم فحم الكوك.

إن تباين الخواص الفيزيائية والميكانيكية لفحم الكوك واضح للغاية. لديها الموصلية الكهربائية والحرارية جيدة بالتوازي مع اتجاه المحور الطويل للجسيم، ومعامل التمدد الحراري منخفض. عند قولبة البثق، يتم ترتيب المحور الطويل لمعظم الجزيئات في اتجاه البثق. ولذلك، فإن فحم الكوك هو المادة الخام الرئيسية لتصنيع أقطاب الجرافيت عالية الطاقة أو فائقة الطاقة. يتميز قطب الجرافيت المنتج بمقاومة منخفضة ومعامل تمدد حراري صغير ومقاومة جيدة للصدمات الحرارية.

ينقسم فحم الكوك الإبري إلى فحم الكوك المعتمد على الزيت والذي يتم إنتاجه من بقايا البترول وفحم الكوك المعتمد على الفحم والذي يتم إنتاجه من المواد الخام المكررة لطبقة الفحم.

قطران الفحم هو أحد المنتجات الرئيسية للمعالجة العميقة لقطران الفحم. وهو عبارة عن خليط من الهيدروكربونات المختلفة، لونه أسود عند درجة حرارة عالية، شبه صلب أو صلب عند درجة حرارة عالية، ليس له نقطة انصهار ثابتة، يلين بعد التسخين ثم يذوب، بكثافة 1.25-1.35 جم/سم3. وفقًا لنقطة التليين، يتم تقسيمها إلى أسفلت ذو درجة حرارة منخفضة ودرجة حرارة متوسطة ودرجة حرارة عالية. يبلغ إنتاج الأسفلت ذو درجة الحرارة المتوسطة 54-56٪ من قطران الفحم. إن تكوين قطران الفحم معقد للغاية، ويرتبط بخصائص قطران الفحم ومحتوى الذرات غير المتجانسة، ويتأثر أيضًا بنظام معالجة فحم الكوك وظروف معالجة قطران الفحم. هناك العديد من المؤشرات لوصف طبقة قطران الفحم، مثل نقطة تليين البيتومين، والمواد غير القابلة للذوبان في التولوين (TI)، والمواد غير القابلة للذوبان في الكينولين (QI)، وقيم فحم الكوك، وريولوجيا طبقة الفحم.

يستخدم قطران الفحم كمادة رابطة ومشربة في صناعة الكربون، وأدائه له تأثير كبير على عملية الإنتاج وجودة المنتج لمنتجات الكربون. يستخدم الأسفلت الرابط بشكل عام أسفلت معدل بدرجة حرارة متوسطة أو متوسطة الحرارة له نقطة تليين معتدلة، وقيمة فحم عالية، وراتنج β عالي. عامل التشريب عبارة عن أسفلت متوسط ​​الحرارة له نقطة تليين منخفضة وQI منخفض وخصائص ريولوجية جيدة.