Grafitelektrodeproduktionsproces

Råmateriale og fremstillingsproces af grafitelektrode

Grafitelektrode er et højtemperaturbestandigt grafitledende materiale fremstillet ved petroleumsæltning, nålekoks som tilslag og kulbitumen som bindemiddel, der produceres gennem en række processer såsom æltning, støbning, ristning, imprægnering, grafitisering og mekanisk bearbejdning. materiale.

Grafitelektroden er et vigtigt højtemperatur-ledende materiale til elektrisk stålfremstilling. Grafitelektroden bruges til at tilføre elektrisk energi til den elektriske ovn, og den høje temperatur, der genereres af buen mellem elektrodeenden og ladningen, bruges som varmekilde til at smelte ladningen til stålfremstilling. Andre malmovne, der smelter materialer som gult fosfor, industrielt silicium og slibemidler, bruger også grafitelektroder som ledende materialer. De fremragende og specielle fysiske og kemiske egenskaber ved grafitelektroder er også meget udbredt i andre industrisektorer.

Råvarerne til fremstilling af grafitelektroder er petroleumskoks, nålekoks og stenkulstjærebeg.

Petroleumskoks er et brandfarligt fast produkt, der opnås ved koksning af kulrester og petroleumsbeg. Farven er sort og porøs, hovedelementet er kulstof, og askeindholdet er meget lavt, generelt under 0,5%. Petroleumskoks tilhører klassen af ​​let grafitiseret kulstof. Petroleumskoks har en bred vifte af anvendelser i kemiske og metallurgiske industrier. Det er det vigtigste råmateriale til fremstilling af kunstige grafitprodukter og kulstofprodukter til elektrolytisk aluminium.

Petroleumskoksen kan opdeles i to typer: råkoks og brændt koks i henhold til varmebehandlingstemperaturen. Den tidligere petroleumskoks opnået ved forsinket koksning indeholder en stor mængde flygtige stoffer, og den mekaniske styrke er lav. Den kalcinerede koks opnås ved kalcinering af råkoks. De fleste raffinaderier i Kina producerer kun koks, og calcineringsoperationer udføres for det meste i kulstofanlæg.

Petroleumskoks kan opdeles i koks med højt svovlindhold (indeholdende mere end 1,5 % svovl), medium svovlkoks (indeholdende 0,5 %-1,5 % svovl) og koks med lavt svovlindhold (indeholdende mindre end 0,5 % svovl). Fremstillingen af ​​grafitelektroder og andre kunstige grafitprodukter fremstilles generelt ved brug af koks med lavt svovlindhold.

Nålekoks er en slags højkvalitetskoks med tydelig fibrøs tekstur, meget lav termisk udvidelseskoefficient og let grafitisering. Når koksen er brudt, kan den opdeles i slanke strimler efter tekstur (sideforholdet er generelt over 1,75). En anisotrop fibrøs struktur kan observeres under et polariserende mikroskop og omtales derfor som nålekoks.

Anisotropien af ​​fysisk-mekaniske egenskaber af nålekoks er meget indlysende. Den har god elektrisk og termisk ledningsevne parallelt med partiklernes lange akseretning, og termisk udvidelseskoefficient er lav. Ved ekstruderingsstøbning er langaksen for de fleste partikler arrangeret i ekstruderingsretningen. Derfor er nålekoks det vigtigste råmateriale til fremstilling af høj- eller ultra-høj-effekt grafitelektroder. Den fremstillede grafitelektrode har lav resistivitet, lille termisk udvidelseskoefficient og god termisk stødmodstand.

Nålekoks er opdelt i oliebaseret nålekoks fremstillet af olierester og kulbaseret nålekoks fremstillet af raffinerede kulbegråmaterialer.

Stenkulstjære er et af hovedprodukterne ved dyb behandling af stenkulstjære. Det er en blanding af forskellige kulbrinter, sort ved høj temperatur, halvfast eller fast ved høj temperatur, uden fast smeltepunkt, blødgjort efter opvarmning og derefter smeltet med en densitet på 1,25-1,35 g/cm3. I henhold til dets blødgøringspunkt er det opdelt i lav temperatur, medium temperatur og høj temperatur asfalt. Asfaltudbyttet ved middeltemperatur er 54-56 % stenkulstjære. Sammensætningen af ​​stenkulstjære er ekstremt kompliceret, hvilket hænger sammen med stenkulstjærens egenskaber og indholdet af heteroatomer, og er også påvirket af koksprocessystemet og kultjæreforarbejdningsbetingelser. Der er mange indikatorer for karakterisering af stenkulstjærebeg, såsom bitumenblødgøringspunkt, toluen-uopløselige stoffer (TI), quinolin-uopløselige stoffer (QI), koksværdier og kulbeg-reologi.

Stenkulstjære bruges som bindemiddel og imprægneringsmiddel i kulstofindustrien, og dens ydeevne har stor indflydelse på kulstofprodukternes produktion og produktkvalitet. Bindeasfalten anvender generelt en middeltemperatur- eller middeltemperaturmodificeret asfalt med et moderat blødgøringspunkt, en høj forkoksningsværdi og en høj β-harpiks. Imprægneringsmidlet er en middeltemperatur asfalt med et lavt blødgøringspunkt, en lav QI og gode rheologiske egenskaber.