Prucessu di produzzione di l'elettrodu di grafite

L'elettrodu di grafite hè un materiale conduttivu di grafite resistente à l'alta temperatura prodottu da l'impastatura di petroliu, coke d'agulla cum'è aggregatu è bitume di carbone cum'è legante, chì sò prudutte attraversu una seria di prucessi cum'è impastatura, stampatura, tostatura, impregnazione, grafitizazione è trasfurmazioni meccanica. materiale.

L'elettrodu di grafitu hè un impurtante materiale cunduttivu à alta temperatura per a fabbricazione di l'acciaio elettricu. L'elettrodu di grafitu hè adupratu per inserisce l'energia elettrica in u fornu elettricu, è l'alta temperatura generata da l'arcu trà l'estremità di l'elettrodu è a carica hè aduprata com'è fonte di calore per fonde a carica per a fabricazione di l'acciaio. Altri furnace di minerale chì smelt materiali cum'è fosforu giallu, siliciu industriale è abrasivi utilizanu ancu elettrodi di grafite cum'è materiali cunduttori. E proprietà fisiche è chimiche eccellenti è speciali di l'elettrodi di grafite sò ancu largamente usate in altri settori industriali.
E materie prime per a produzzione di elettrodi di grafite sò coke di petroliu, coke d'agulla è pece di catrame di carbone.

U coke di petroliu hè un pruduttu solidu infiammabile ottenutu da residui di carbone di coke è pece di petroliu. U culore hè neru è poroso, l'elementu principale hè u carbone, è u cuntenutu di cendra hè assai bassu, in generale sottu à 0,5%. Coke di petroliu appartene à a classa di carbone facilmente grafitizatu. Coke di petroliu hà una larga gamma di usi in l'industrii chimichi è metallurgichi. Hè a materia prima principale per a produzzione di prudutti di grafite artificiale è prudutti di carbone per l'aluminiu elettroliticu.

U coke di petroleum pò esse divisu in dui tipi: coke crudo è coke calcinatu secondu a temperatura di trattamentu termicu. L'antica coca di petroleum ottenuta da a coca ritardata cuntene una grande quantità di volatili, è a forza meccanica hè bassa. U coke calcinatu hè ottenutu da a calcinazione di coke crudu. A maiò parte di e raffinerie in Cina pruducenu solu coke, è l'operazioni di calcinazione sò principalmente realizate in i pianti di carbone.

Coke di petroleum pò esse divisu in coke sulphur altu (cuntene più di 1,5% sulphur), coke sulphur mediu (contene 0,5% -1,5% sulphur), è coke sulphur bassu (contene menu di 0,5% sulphur). A pruduzzione di l'elettrodi di grafite è altri prudutti di grafite artificiale hè generalmente pruduciutu cù coke bassu di zolfo.

Needle Coke hè un tipu di coke d'alta qualità cù una struttura fibrosa evidente, un coefficient d'espansione termale assai bassu è una grafitizazione faciule. Quandu u coke hè rottu, pò esse divisu in strisce slender secondu a struttura (u rapportu d'aspettu hè generalmente sopra à 1,75). Una struttura fibrosa anisotropica pò esse osservata sottu un microscopiu polarizante, è per quessa hè chjamata coke d'agulla.

L'anisotropia di e proprietà fisico-meccaniche di coke d'agulla hè assai evidenti. Havi una bona conductività elettrica è termale parallela à a direzzione di l'assi longu di a particella, è u coefficient di espansione termale hè bassu. Quandu l'extrusion molding, l'assi longu di a maiò parte di e particelle hè dispostu in a direzzione di estrusione. Per quessa, u coke d'agulla hè a materia prima chjave per a fabricazione di elettrodi di grafite d'alta putenza o ultra-alta putenza. L'elettrodu di grafite pruduciutu hà una bassa resistività, un picculu coefficiente di espansione termica è una bona resistenza di scossa termica.

U coke d'agulla hè divisu in coke d'agulla à base d'oliu prodotta da residui di petroliu è coke d'agulla à base di carbone prodotta da materie prime raffinate di pece di carbone.

U catramu di carbone hè unu di i prudutti principali di u processu di catrame di carbone. Hè una mistura di varii idrocarburi, neri à alta temperatura, semi-solidu o solidu à alta temperatura, senza puntu di fusione fissu, addolcitu dopu à u riscaldamentu, è dopu funnu, cù una densità di 1,25-1,35 g/cm3. Sicondu u so puntu di ammollimentu, hè divisu in asfaltu di bassa temperatura, temperatura media è alta temperatura. U rendiment di l'asfaltu di a temperatura media hè 54-56% di catrame di carbone. A cumpusizioni di catrame di carbone hè estremamente complicata, chì hè in relazione cù e proprietà di catrame di carbone è u cuntenutu di l'heteroatomi, è hè ancu affettata da u sistema di prucessu di coke è e cundizioni di trasfurmazioni di catrame di carbone. Ci sò parechji indicatori per caratterizà a pece di catramu di carbone, cum'è u puntu di rammollimentu di u bitume, insolubili in toluene (TI), insolubili in quinoline (QI), valori di coke è reologia di pece di carbone.

U catramu di carbone hè adupratu cum'è un ligatu è impregnante in l'industria di u carbone, è u so rendimentu hà un grande impattu nantu à u prucessu di produzzione è a qualità di u produttu di i prudutti di carbone. L'asphalte liant usa generalmente un asfaltu mudificatu à temperatura media o media temperatura chì hà un puntu di ramollimentu moderatu, un valore di cokificazione elevatu è una resina β elevata. L'agente impregnante hè un asfaltu di temperatura media chì hà un puntu di ammorbidimentu bassu, un QI bassu, è boni proprietà reologichi.

A stampa seguente mostra u prucessu di produzzione di l'elettrodu di grafite in l'impresa di carbone.
Calcinazione: A materia prima di carbone hè trattata da u calore à una temperatura alta per scaricate l'umidità è a materia volatile cuntenuta in questu, è u prucessu di produzzione chì currisponde à a migliione di u rendiment di a cucina originale hè chjamatu calcinazione. In generale, a materia prima carbonica hè calcinata utilizendu gasu è i so volatili cum'è fonte di calore, è a temperatura massima hè 1250-1350 ° C.

A calcinazione face cambiamenti profondi in a struttura è e proprietà fisicochimiche di e materie prime carbonate, soprattuttu in a migliurà a densità, a forza meccanica è a conduttività elettrica di coke, migliurà a stabilità chimica è a resistenza à l'ossidazione di coke, ponendu una basa per u prucessu sussegwente. .

L'attrezzatura calcinata include principalmente un calcinatore di cisterna, un forno rotante è un calcinatore elettricu. L'indici di cuntrollu di qualità di calcinazione hè chì a vera densità di coke di petroleum ùn hè micca menu di 2.07g/cm3, a resistività ùn hè micca più di 550μΩ.m, a vera densità di coke d'agulla ùn hè micca menu di 2.12g/cm3 resistività ùn hè micca più cà 500μΩ.m.
Crushing di materia prima è ingredienti

Prima di u batching, u coke di petroleum calcined in massa è u coke d'agulla deve esse trituratu, macinatu è sieved.

A frantumazione media hè generalmente realizata da l'equipaggiu di triturazione di circa 50 mm attraversu un trituratore a mandibula, un trituratore a martello, un trituratore a rotelle è simili per sfracicà ulteriormente u materiale di dimensione 0,5-20 mm necessariu per u batching.

A fresatura hè un prucessu di macinazione di un materiale carbonicu à una piccula particella pulverosa di 0,15 mm o menu è una dimensione di particella di 0,075 mm o menu per mezu di un mulinu di rotulu d'anellu (Raymond Mill), un mulinu di palle, o simili. .

U screening hè un prucessu in u quale una larga gamma di materiali dopu à una frantumazione hè divisa in parechje varietà di particella cù una ristretta gamma di dimensioni attraversu una seria di seta cù aperture uniformi. A produzzione di l'elettrodu attuale richiede generalmente 4-5 pellets è 1-2 gradi di polvere.

L'ingredienti sò i prucessi di produzzione per u calculu, pisatu è cuncentrazione di e diverse aggregati di aggregati è polveri è leganti secondu e esigenze di formulazione. L'idoneità scientifica di a formulazione è a stabilità di l'operazione di batching sò trà i fatturi più impurtanti chì afectanu l'indice di qualità è u rendiment di u pruduttu.

A formula deve determinà 5 aspetti:
1Select u tipu di materia prima;
2 determina a proporzione di diversi tipi di materie prime;
3 determinazione di a cumpusizioni di granulometria di a materia prima solida;
4 determina a quantità di legante;
5 Determina u tipu è a quantità di additivi.

Impastatura: mischjà è quantificate diverse granuli è polveri di granulazione di particella cù una certa quantità di legante à una certa temperatura, è impasta a pasta di plasticità in un prucessu chjamatu impastamentu.

Prucessu di impastamentu: mischju seccu (20-35 min) mischju umitu (40-55 min)

U rolu di impastu:
1 Quandu si mischjanu in seccu, e diverse materie prime sò mischiate uniformemente, è i materiali solidi carbonati di diverse dimensioni di particella sò uniformi mischiati è pieni per migliurà a compattezza di a mistura;
2 Dopu l'aghjunzione di u catramu di carbone, u materiale seccu è l'asfaltu sò mischiati uniformemente. L'asfaltu liquidu chjappà uniformemente è wet a superficia di i granuli per furmà una strata di strata di ligame d'asfaltu, è tutti i materiali sò ligati l'un à l'altru per furmà un smear plasticu homogeneu. Conducente à mudificà;
3 parte di catrame di carbone penetra in u spaziu internu di u materiale carbonicu, aumentendu ancu a densità è a cohesiveness di a pasta.

Molding: U muffatura di u materiale di carbonu si riferisce à u prucessu di deformazione plastica di a pasta di carbone impastata sottu a forza esterna applicata da l'equipaggiu di formatura per finalmente furmà un corpu verde (o pruduttu crudu) chì hà una certa forma, dimensione, densità è forza. prucessu.

Tipi di stampi, attrezzature è prudutti prudutti:
Metudu di molding
Equipamentu cumuni
i prudutti principali
Molding
Pressa idraulica verticale
Carbone elettricu, grafite di struttura fine di bassa qualità
Stringhje
Estrusore idraulico orizzontale
Estrusore a vite
Elettrodu di grafite, elettrodu quadratu
Molding di vibrazioni
Macchina di modellazione di vibrazioni
Brique di carbone d'aluminiu, mattone di carbone di altofurnu
Pressatura isostatica
Macchina di stampaggio isostaticu
Grafite isotropicu, grafite anisotropicu

operazione squeeze
1 materiale frescu: materiale di rinfrescante di discu, materiale di rinfrescamentu di cilindru, mischju è impastamentu di materiali di rinfrescamentu, etc.
Scaricate i volatili, riduce à una temperatura adattata (90-120 ° C) per aumentà l'aderenza, perchè u bloccu di a pasta hè uniforme per 20-30 min.
2 Caricamento: pressa deflettore di sollevamento —– 2-3 volte di taglio—-4-10MPa compattazione
3 pre-pressure: pressione 20-25MPa, tempu 3-5min, mentre vacuuming
4 estrusione: pressu u baffle - estrusione 5-15MPa - cut - in u lavamanu di rinfrescante

Paràmetri tecnichi di l'estrusione: rapportu di compressione, a camera di pressa è a temperatura di l'ugello, a temperatura di rinfrescamentu, u tempu di pressione di precarica, a pressione di estrusione, a velocità di estrusione, a temperatura di l'acqua di rinfrescamentu.

Ispezione di u corpu verde: densità di massa, apparizione tapping, analisi

Calcinazione: Hè un prucessu in u quale u corpu verde di u produttu di carbone hè pienu in un fornu di riscaldamentu apposta sottu a prutezzione di u filler per eseguisce un trattamentu termale à alta temperatura per carbonizà a pezza di carbone in u corpu verde. U coke di bitume furmatu dopu à a carbonizazione di u bitume di carbone solidifica l'agregatu di carbone è e particelle di polveri inseme, è u pruduttu di carbone calcinatu hà una forza meccanica alta, bassa resistività elettrica, bona stabilità termica è stabilità chimica. .

A calcinazione hè unu di i prucessi principali in a produzzione di prudutti di carbone, è hè ancu una parte impurtante di i trè prucessi di trattamentu termale maiò di a produzzione di l'elettrodu di grafite. U ciculu di pruduzzione di calcinazione hè longu (22-30 ghjorni per baking, 5-20 ghjorni per furnaces per 2 baking), è più altu cunsumu d'energia. A qualità di a tostatura verde hà un impattu nantu à a qualità di u pruduttu finitu è ​​u costu di pruduzzione.

U pitch di carbone verde in u corpu verde hè coked durante u prucessu di tostatura, è circa 10% di a materia volatile hè scaricata, è u voluminu hè pruduttu da 2-3% shrinkage, è a perdita di massa hè 8-10%. E proprietà fisiche è chimiche di u billet di carbone anu cambiatu ancu significativamente. A porosità diminuì da 1.70 g/cm3 à 1.60 g/cm3 è a resistività diminuì da 10000 μΩ·m à 40-50 μΩ·m per via di l'aumentu di porosità. A forza meccanica di a billetta calcinata era ancu grande. Per migliurà.

U baking secundariu hè un prucessu in u quale u pruduttu calcinatu hè immersi è poi calcinatu per carbonizà a pezza immersa in i pori di u pruduttu calcinatu. L'elettrodi chì necessitanu una densità di massa più altu (tutte i variità eccettu RP) è i spazii di cunghjunzione sò obligati à esse bibaked, è i spazii di cunghjunzione sò ancu sottumessi à trè-dip four-bake o two-dip three-bake.

Tipu di furnace principale di roaster:
Funzionamentu cuntinuu--ring furnace (cù coperchio, senza coperchio), forno tunnel
Funzionamentu intermittenti - fornu inversu, tostatore sottu à u pianu, tostatore di scatula

Curva di calcinazione è temperatura massima:
Arrostire una volta - 320, 360, 422, 480 ore, 1250 ° C
Arrostimentu secundariu - 125, 240, 280 ore, 700-800 ° C

Ispezione di i prudutti cotti: apparizione di tapping, resistività elettrica, densità di massa, forza di compressione, analisi di struttura interna

L'impregnazione hè un prucessu in u quale un materiale di carbone hè piazzatu in un vasu di pressione è u pitch impregnant liquidu hè immersa in i pori di l'elettrodu di u produttu in certi cundizioni di temperatura è pressione. U scopu hè di riduce a porosità di u pruduttu, aumentà a densità di massa è a forza meccanica di u pruduttu, è migliurà a conduttività elettrica è termale di u pruduttu.

U prucessu di impregnazione è i parametri tecnichi cunnessi sò: tostatura di billetta - pulizia di a superficia - preriscaldamentu (260-380 ° C, 6-10 ore) - carica di u tank d'impregnazione - aspirazione (8-9KPa, 40-50min) - Iniezione di bitume (180 -200 ° C) - Pressurizazione (1,2-1,5 MPa, 3-4 ore) - Ritorna à l'asfaltu - Raffreddamentu (dentro o fora di u tank)

Ispezione di i prudutti impregnati: tassu di guadagnu di pesu di impregnazione G = (W2-W1) / W1 × 100%
Un tassu di guadagnu di pisu di immersione ≥ 14%
Tasso di crescita di pesu di u produttu impregnatu secundariu ≥ 9%
Trè prudutti di immersione tassu di crescita di pisu ≥ 5%

A grafitizazione si riferisce à un prucessu di trattamentu termale à alta temperatura in quale un pruduttu di carbone hè riscaldatu à una temperatura di 2300 ° C o più in un mediu protettivu in un fornu elettricu à alta temperatura per cunvertisce una struttura amorfa di carbone in una struttura tridimensionale ordinata. struttura di cristalli di grafite.

U scopu è l'effettu di a grafitizazione:
1 migliurà a conduttività è a cunductività termale di u materiale di carbone (a resistività hè ridutta da 4-5 volte, è a cunduttività termale hè aumentata da circa 10 volte);
2 migliurà a resistenza di scossa termale è a stabilità chimica di u materiale di carbone (coefficient di espansione lineale ridutta da 50-80%);
3 per fà u materiale di carbone lubricità è resistenza à l'abrasione;
4 Impurità di scarico, migliurà a purità di u materiale di carbone (u cuntenutu di cendra di u pruduttu hè ridutta da 0,5-0,8% à circa 0,3%).

A realizazione di u prucessu di grafitizazione:

A grafitizazione di u materiale di carbone hè realizatu à una temperatura alta di 2300-3000 ° C, cusì pò esse realizatu solu da u riscaldamentu elettricu in l'industria, vale à dì, u currente passa direttamente à traversu u produttu calcinatu riscaldatu, è u pruduttu calcinatu carica. in u furnace hè generatu da u currente elettricu à una temperatura alta. U cunduttore hè novu un ughjettu chì hè calatu à una temperatura alta.

I forni attualmente largamente usati includenu i forni di grafitizazione Acheson è i forni a cascata di calore internu (LWG). U primu hà una grande pruduzzione, una grande diferenza di temperatura, è un altu cunsumu d'energia. L'ultime hà un cortu tempu di riscaldamentu, un bassu cunsumu d'energia, una resistività elettrica uniforme, è ùn hè micca adattatu per fitting.

U cuntrollu di u prucessu di grafitizazione hè cuntrullatu da a misurazione di a curva di energia elettrica chì hè adattata per a cundizione di l'aumentu di a temperatura. U tempu di alimentazione hè 50-80 ore per u furnace Acheson è 9-15 ore per u furnace LWG.

U cunsumu d'energia di a grafitizazione hè assai grande, in generale 3200-4800KWh, è u costu di prucessu cuntene circa 20-35% di u costu tutale di produzzione.

Ispezione di i prudutti grafitizzati: apparizione tapping, test di resistività

Machining: U scopu di machining miccanicu di materiali di grafite di carbone hè di ghjunghje sin'à a taglia necessaria, a forma, a precisione, etc., tagliendu per fà u corpu di l'elettrodu è e articuli in cunfurmità cù i bisogni di l'usu.

U prucessu di l'elettrodu di grafite hè divisu in dui prucessi di trasfurmazioni indipendenti: u corpu di l'elettrodu è l'articulazione.

L'elaborazione di u corpu include trè fasi di a faccia piatta forata è ruvida, u circhiu esternu è a faccia piatta è u filu di fresatura. U prucessu di cunghjuntura cunica pò esse divisu in 6 prucessi: taglio, faccia piatta, faccia di cune di vittura, filu di fresatura, bolt di perforazione E slotting.

Cunnessione di l'articuli di l'elettrodi: cunnessione cunica (trè fibbie è una fibbia), cunnessione cilindrica, cunnessione bump (cunnessione maschile è femina)

Cuntrolla di a precisione di u machining: deviazione di cunicità di filu, passo di filetta, deviazione di grande diametru di l'articulazione (bucu), coaxiality di u foru di l'articulazione, verticalità di u foru di l'articulazione, piattezza di a faccia finale di l'elettrodu, deviazione di quattru punti di joint. Verificate cù calibri anelli speciali è calibri platti.

Ispezione di l'elettrodi finiti: precisione, pesu, lunghezza, diametru, densità di massa, resistività, tolleranza di pre-assemblea, etc.