Proceso de producción de electrodos de grafito.

Materia prima y proceso de fabricación del electrodo de grafito.

El electrodo de grafito es un material conductor de grafito resistente a altas temperaturas producido mediante amasado de petróleo, coque de aguja como agregado y betún de carbón como aglutinante, que se producen mediante una serie de procesos como amasado, moldeado, tostado, impregnación, grafitización y procesamiento mecánico. material.

El electrodo de grafito es un importante material conductor de alta temperatura para la fabricación de acero eléctrico. El electrodo de grafito se utiliza para introducir energía eléctrica al horno eléctrico, y la alta temperatura generada por el arco entre el extremo del electrodo y la carga se utiliza como fuente de calor para fundir la carga para la fabricación de acero. Otros hornos de minerales que funden materiales como fósforo amarillo, silicio industrial y abrasivos también utilizan electrodos de grafito como materiales conductores. Las excelentes y especiales propiedades físicas y químicas de los electrodos de grafito también se utilizan ampliamente en otros sectores industriales.

Las materias primas para la producción de electrodos de grafito son el coque de petróleo, el coque de aguja y la brea de alquitrán de hulla.

El coque de petróleo es un producto sólido inflamable que se obtiene coquizando residuos de carbón y brea de petróleo. El color es negro y poroso, el elemento principal es el carbón y el contenido de cenizas es muy bajo, generalmente inferior al 0,5%. El coque de petróleo pertenece a la clase de carbono que se grafitiza fácilmente. El coque de petróleo tiene una amplia gama de usos en las industrias química y metalúrgica. Es la principal materia prima para la producción de productos de grafito artificial y productos de carbono para aluminio electrolítico.

El coque de petróleo se puede dividir en dos tipos: coque crudo y coque calcinado según la temperatura del tratamiento térmico. El antiguo coque de petróleo obtenido mediante coquización retardada contiene una gran cantidad de volátiles y su resistencia mecánica es baja. El coque calcinado se obtiene por calcinación de coque crudo. La mayoría de las refinerías de China producen únicamente coque y las operaciones de calcinación se llevan a cabo principalmente en plantas de carbón.

El coque de petróleo se puede dividir en coque con alto contenido de azufre (que contiene más del 1,5% de azufre), coque con contenido medio de azufre (que contiene entre 0,5% y 1,5% de azufre) y coque con bajo contenido de azufre (que contiene menos del 0,5% de azufre). La producción de electrodos de grafito y otros productos de grafito artificial generalmente se realiza utilizando coque con bajo contenido de azufre.

El coque de aguja es un tipo de coque de alta calidad con una textura fibrosa evidente, un coeficiente de expansión térmica muy bajo y una fácil grafitización. Cuando la coque se rompe, se puede dividir en tiras delgadas según la textura (la relación de aspecto generalmente es superior a 1,75). Una estructura fibrosa anisotrópica se puede observar bajo un microscopio polarizador y, por lo tanto, se la denomina coque en aguja.

La anisotropía de las propiedades físico-mecánicas del coque en aguja es muy obvia. Tiene buena conductividad eléctrica y térmica paralela a la dirección del eje largo de la partícula y el coeficiente de expansión térmica es bajo. Cuando se moldea por extrusión, el eje largo de la mayoría de las partículas está dispuesto en la dirección de extrusión. Por lo tanto, el coque de aguja es la materia prima clave para la fabricación de electrodos de grafito de alta o ultra alta potencia. El electrodo de grafito producido tiene baja resistividad, pequeño coeficiente de expansión térmica y buena resistencia al choque térmico.

El coque de aguja se divide en coque de aguja a base de aceite producido a partir de residuos de petróleo y coque de aguja a base de carbón producido a partir de materias primas de brea de carbón refinadas.

El alquitrán de hulla es uno de los principales productos del procesamiento profundo del alquitrán de hulla. Es una mezcla de varios hidrocarburos, negros a alta temperatura, semisólidos o sólidos a alta temperatura, sin punto de fusión fijo, ablandados después del calentamiento y luego fundidos, con una densidad de 1,25-1,35 g/cm3. Según su punto de reblandecimiento, se divide en asfalto de baja temperatura, media temperatura y alta temperatura. El rendimiento del asfalto a temperatura media es del 54-56% del alquitrán de hulla. La composición del alquitrán de hulla es extremadamente complicada, está relacionada con las propiedades del alquitrán de hulla y el contenido de heteroátomos, y también se ve afectada por el sistema del proceso de coquización y las condiciones de procesamiento del alquitrán de hulla. Existen muchos indicadores para caracterizar la brea de alquitrán de hulla, como el punto de reblandecimiento del betún, los insolubles en tolueno (TI), los insolubles en quinolina (QI), los valores de coquización y la reología de la brea de hulla.

El alquitrán de hulla se utiliza como aglutinante e impregnante en la industria del carbono, y su rendimiento tiene un gran impacto en el proceso de producción y la calidad de los productos de carbono. El asfalto aglutinante generalmente utiliza un asfalto de temperatura media o modificado de temperatura media que tiene un punto de reblandecimiento moderado, un valor de coquización alto y una resina β alta. El agente de impregnación es un asfalto de temperatura media que tiene un punto de reblandecimiento bajo, un QI bajo y buenas propiedades reológicas.