Grafito-elektrodoa petrolioa oratuz, orratz-kokea agregatu gisa eta ikatz-betuna aglutinatzaile gisa ekoizten den tenperatura altuko grafitozko material eroalea da, eta prozesu batzuen bidez ekoizten dira, hala nola, oratu, moldatzea, erretzea, inpregnatzea, grafitizazioa eta prozesatze mekanikoa. materiala.
Grafitozko elektrodoa tenperatura altuko material eroale garrantzitsua da altzairugintza elektrikorako. Grafitozko elektrodoa labe elektrikora energia elektrikoa sartzeko erabiltzen da, eta elektrodoaren muturraren eta kargaren arteko arkuak sortzen duen tenperatura altua bero-iturri gisa erabiltzen da altzairua egiteko karga urtzeko. Fosforo horia, silizio industriala eta urratzaileak bezalako materialak urtzen dituzten beste mineral labeek ere grafitozko elektrodoak erabiltzen dituzte material eroale gisa. Grafito-elektrodoen propietate fisiko eta kimiko bikainak eta bereziak beste industria-sektore batzuetan ere asko erabiltzen dira.
Grafito-elektrodoak ekoizteko lehengaiak petrolio-kokea, orratz-kokea eta ikatz-alkitranaren zelaia dira.
Petrolio-kokea produktu solido sukoi bat da, ikatz-hondakinen eta petrolio-zeiaren bidez lortzen dena. Kolorea beltza eta porotsua da, elementu nagusia karbonoa da eta errauts-edukia oso baxua da, orokorrean %0,5etik beherakoa. Petrolio-kokea erraz grafitizatutako karbonoaren klasekoa da. Petrolio-kokeak erabilera ugari ditu industria kimikoan eta metalurgikoan. Grafito artifizialaren produktuak eta aluminio elektrolitikorako karbonozko produktuak ekoizteko lehengai nagusia da.
Petrolio-kokea bi motatan bana daiteke: koke gordina eta koke kaltzinatua tratamendu termikoaren tenperaturaren arabera. Koke atzeratuaren bidez lortutako petrolio-koke ohiak lurrunkor kopuru handia dauka, eta erresistentzia mekanikoa txikia da. Koke kaltzinatua koke gordinaren kaltzinazioaz lortzen da. Txinako findegi gehienek kokea soilik ekoizten dute, eta kaltsifikazio-eragiketak karbono-plantetan egiten dira gehienbat.
Petrolio-kokea sufre handiko kokea (% 1,5 baino gehiago duena), sufre ertaineko kokea (% 0,5-% 1,5 sufre duena) eta sufre baxuko kokea (% 0,5 baino gutxiago duena) bereiz daiteke. Grafitozko elektrodoen eta grafito artifizialaren beste produktu batzuen ekoizpena, oro har, sufre gutxiko kokea erabiliz ekoizten da.
Orratz kokea kalitate handiko koke mota bat da, zuntz ehundura nabaria duena, hedapen termiko koefiziente oso baxua eta grafitizazio erraza duena. Kokea apurtzen denean, ehunduraren arabera zerrenda lerdenetan zatitu daiteke (aspektu-erlazioa 1,75etik gorakoa da, oro har). Mikroskopio polarizatu baten azpian zuntz-egitura anisotropo bat ikus daiteke, eta horregatik orratz-kokea deitzen zaio.
Oso nabaria da orratz-kokearen propietate fisiko-mekanikoen anisotropia. Eroankortasun elektriko eta termiko ona du partikulen ardatz luzearen norabidearen paraleloan, eta hedapen termikoaren koefizientea baxua da. Estrusioa moldatzen denean, partikula gehienen ardatz luzea estrusioaren norabidean antolatzen da. Hori dela eta, orratz-kokea potentzia handiko edo potentzia handiko grafitozko elektrodoak fabrikatzeko funtsezko lehengaia da. Ekoiztutako grafito-elektrodoak erresistentzia baxua, hedapen termiko koefiziente txikia eta shock termikoko erresistentzia ona ditu.
Orratz-kokea petrolio-hondakinetatik ekoitzitako olio-oinarritutako orratz-kokea eta ikatz-zeina findutako lehengaietatik sortutako ikatz-oinarritutako orratz-kokea banatzen da.
Ikatza alkitrana prozesatzeko sakoneko produktu nagusietako bat da. Hainbat hidrokarburoren nahasketa da, beltza tenperatura altuan, erdi-solidoa edo solidoa tenperatura altuan, urtze-puntu finkorik gabea, berotu ondoren bigundua, eta gero urtua, 1,25-1,35 g/cm3-ko dentsitatearekin. Bere leuntze puntuaren arabera, tenperatura baxuko, tenperatura ertaineko eta tenperatura altuko asfaltoetan banatzen da. Tenperatura ertaineko asfaltoaren etekina ikatz-tarren %54-56koa da. Ikatzaren alkitranaren osaera oso konplikatua da, ikatzaren alkitranaren propietateekin eta heteroatomoen edukiarekin erlazionatuta dagoena, eta koke-prozesuaren sistemak eta ikatza-kitranaren prozesatzeko baldintzek ere eragiten dute. Adierazle asko daude ikatz-alquitranaren ezaugarriak egiteko, hala nola betunaren biguntze-puntua, tolueno-disolbaezinak (TI), kinolina-disolbaezinak (QI), koke-balioak eta ikatz-hoiaren erreologia.
Ikatza alkitrana aglutinatzaile eta inpregnante gisa erabiltzen da karbonoaren industrian, eta bere errendimenduak eragin handia du karbono produktuen ekoizpen-prozesuan eta produktuen kalitatean. Asfalto lotzaileak, oro har, tenperatura ertaineko edo tenperatura ertaineko eraldatutako asfaltoa erabiltzen du, biguntze-puntu moderatua, koke-balio handia eta β erretxina handia duena. Inpregnatzailea tenperatura ertaineko asfaltoa da, biguntze-puntu baxua, QI baxua eta propietate erreologiko onak dituena.
Hurrengo irudiak karbono-enpresako grafito-elektrodoaren ekoizpen-prozesua erakusten du.
Kaltzinazioa: karbonozko lehengaia tenperatura altuan tratatzen da, bertan dauden hezetasuna eta materia lurrunkorra isurtzeko, eta jatorrizko sukaldaritza-errendimendua hobetzeari dagokion ekoizpen-prozesuari kaltzifikazioa deitzen zaio. Oro har, karbonozko lehengaia gasa eta bere lurrunkorrak bero-iturri gisa kaltzinatu egiten dira, eta tenperatura maximoa 1250-1350 °C-koa da.
Kaltzinak karbonozko lehengaien egituran eta propietate fisikokimikoetan aldaketa sakonak egiten ditu, batez ere kokearen dentsitatea, erresistentzia mekanikoa eta eroankortasun elektrikoa hobetzean, kokearen egonkortasun kimikoa eta oxidazioarekiko erresistentzia hobetuz, ondorengo prozesuaren oinarria ezarriz. .
Kaltzinatutako ekipamenduak, batez ere, tanke-kaltzgailuak, labe birakariak eta kaltzontzi elektrikoak ditu. Kalitate-kontrolaren indizea da petrolio-kokearen benetako dentsitatea ez dela 2,07 g/cm3 baino txikiagoa, erresistentzia ez dela 550μΩ.m baino gehiago, orratz-kokearen benetako dentsitatea ez dela 2,12 g/cm3 baino txikiagoa eta erresistentzia ez da 500μΩ baino gehiago.m.
Lehengaien birrinketa eta osagaiak
Bateratu aurretik, ontziratu gabeko petrolio-kokea eta orratz-kokea birrindu, xehatu eta bahetu behar dira.
Birrinketa ertaina 50 mm inguruko ekipamenduak birrintzeko egiten da, masailezur birringailu baten bidez, mailu birringailu baten bidez, birringailu birringailu baten bidez eta antzekoen bidez, loterako beharrezkoa den 0,5-20 mm-ko tamainako materiala gehiago birrintzeko.
Fresatzea material karbonotsu bat 0,15 mm edo gutxiagoko eta 0,075 mm-ko partikula-tamaina edo gutxiagoko partikula txiki batean ehotzeko prozesu bat da, esekidura motako eraztun-errota baten bidez (Raymond errota), bola-errota edo antzeko baten bidez. .
Baheketa, birrinketa baten ondoren material sorta zabala hainbat partikula-tamaina-tartetan banatzen den prozesu bat da, tamaina sorta estu batekin, irekigune uniformedun bahe batzuen bidez. Gaur egungo elektrodoen ekoizpenak 4-5 pellet eta 1-2 hauts gradu behar ditu normalean.
Osagaiak formulazio-baldintzen arabera agregakin eta hauts eta aglutinatzaile desberdinak kalkulatzeko, pisatzeko eta bideratzeko ekoizpen-prozesuak dira. Formulazioaren egokitasun zientifikoa eta lote-eragiketaren egonkortasuna produktuaren kalitate-indizean eta errendimenduan eragiten duten faktore garrantzitsuenetakoak dira.
Formulak 5 alderdi zehaztu behar ditu:
1Hautatu lehengai mota;
2 lehengai mota desberdinen proportzioa zehaztea;
3 lehengai solidoaren partikulen tamainaren konposizioa zehaztea;
4 aglutinatzaile kopurua zehaztu;
5 Zehaztu gehigarri mota eta kopurua.
Oratu: hainbat partikula-tamainako karbono pikor eta hauts nahastea eta kuantifikatzea aglutinatzaile kopuru jakin batekin tenperatura jakin batean, eta plastikotasun-pasta oratu oratu izeneko prozesu batean.
Oratu prozesua: nahasketa lehorra (20-35 min) nahasketa hezea (40-55 min)
Oratu eginkizuna:
1 Lehorra nahastean, hainbat lehengai uniformeki nahasten dira, eta partikula tamaina ezberdinetako karbono solidoak uniformeki nahasten eta betetzen dira nahasketaren trinkotasuna hobetzeko;
2 Ikatz-tar zelaia gehitu ondoren, material lehorra eta asfaltoa uniformeki nahasten dira. Asfalto likidoak pikorren gainazala uniformeki estaltzen eta bustitzen du, asfaltozko lotura-geruza geruza bat osatzeko, eta material guztiak elkarri lotzen zaizkio plastikozko zikin homogeneo bat osatzeko. Moldeatzeko lagungarria;
ikatz-tar zelaiaren 3 zati karbonozko materialaren barruko espazioan sartzen dira, orearen dentsitatea eta kohesiotasuna areagotuz.
Moldeatzea: Karbono-materialaren moldekatzeak karbono-orea plastikoki deformatzeko prozesuari egiten dio erreferentzia, moldeaketa-ekipoak aplikatutako kanpoko indarraren azpian, azkenik, forma, tamaina, dentsitate eta indarra duen gorputz berde bat (edo produktu gordina) osatzeko. prozesua.
Ekoiztutako molde, ekipo eta produktu motak:
Moldeatzeko metodoa
Ekipamendu komunak
produktu nagusiak
Moldeatzea
Prentsa hidrauliko bertikala
Karbono elektrikoa, gradu baxuko egitura fineko grafitoa
Estutu
Estrusore hidrauliko horizontala
Torloju-estrusioa
Grafitozko elektrodoa, elektrodo karratua
Bibrazio-moldeaketa
Bibrazio moldeatzeko makina
Aluminiozko karbono adreilua, labe garaien karbono adreilua
Prentsa isostatikoa
Moldeatzeko makina isostatikoa
Grafito isotropoa, grafito anisotropoa
Estutu eragiketa
1 material freskoa: diskoa hozteko materiala, zilindroa hozteko materiala, hozteko materialak nahastu eta oratu, etab.
Deskargatu lurrunkorrak, murriztu tenperatura egoki batera (90-120 ºC) atxikimendua areagotzeko, orearen blokeotasuna 20-30 minutuz uniformea izan dadin.
2 Kargatzea: sakatu altxatzeko baflea —– 2-3 aldiz ebaketa —-4-10MPa trinkotzea
3 aurrepresioa: presioa 20-25MPa, denbora 3-5min, xurgatzean
4 estrusioa: sakatu baflea -5-15MPa estrusioa - moztu - hozte-konketara
Estrusioaren parametro teknikoak: konpresio-erlazioa, prentsa-ganbera eta toberaren tenperatura, hozte-tenperatura, aurrekarga-presioaren denbora, estrusio-presioa, estrusio-abiadura, hozteko uraren tenperatura
Gorputz berdearen ikuskapena: masa-dentsitatea, itxura-tapping, analisia
Kaltzinazioa: karbono-produktuaren gorputz berdea betegarriaren babespean bereziki diseinatutako berogailu-labe batean betetzen den prozesu bat da, tenperatura altuko tratamendu termikoa egiteko gorputz berdeko ikatz zelaia karbonizatzeko. Ikatz-betunaren karbonizazioaren ondoren sortutako betun-kokeak agregatu karbonazeoa eta hauts-partikulak elkarrekin solidotzen ditu, eta karbono kaltzinatutako produktuak erresistentzia mekaniko handia, erresistentzia elektriko baxua, egonkortasun termiko ona eta egonkortasun kimikoa ditu. .
Kaltzinazioa karbonozko produktuak ekoizteko prozesu nagusietako bat da, eta grafito-elektrodoen ekoizpenaren hiru tratamendu termiko prozesu nagusien zati garrantzitsu bat ere bada. Kaltzinazioa ekoizteko zikloa luzea da (22-30 egun gozogintzarako, 5-20 egun labeetarako 2 gozogintzarako), eta energia-kontsumo handiagoa. Txigortze berdearen kalitateak amaierako produktuaren kalitatean eta ekoizpen kostuan eragina du.
Gorputz berdeko ikatz berdearen zelaia koketzen da erretze-prozesuan, eta materia lurrunkorren % 10 inguru isurtzen da, eta bolumena % 2-3 uzkurtzean sortzen da eta masa-galera % 8-10 da. Karbono totxoaren propietate fisikoak eta kimikoak ere nabarmen aldatu ziren. Porositatea 1,70 g/cm3-tik 1,60 g/cm3-ra jaitsi zen eta erresistentzia 10000 μΩ·m-tik 40-50 μΩ·m-ra jaitsi zen porositatea handitzearen ondorioz. Kaltzitutako totxoaren erresistentzia mekanikoa ere handia zen. Hobetzeko.
Bigarren mailako labeketa produktua kaltzinatua murgiltzen den prozesu bat da, eta ondoren kaltzinatu egiten den produktuaren poroetan murgilduta dagoen zeua karbonizatzeko. Solte-dentsitate handiagoa behar duten elektrodoak (barietate guztiak RP izan ezik) eta juntura-hutsak bi-labean egin behar dira, eta junta-hutsak ere hiru murgiltze lau-labean edo bi-dip hiru-labean jartzen dira.
Labe nagusia erregailu mota:
Etengabeko funtzionamendua—-eraztun-labea (estalkiarekin, estalkirik gabe), tunel-labea
Etengabeko funtzionamendua—-alderantzizko labea, zoru azpiko erregailua, kutxa erretzailea
Kaltzinazio kurba eta tenperatura maximoa:
Behin errea: -320, 360, 422, 480 ordu, 1250 °C
Bigarren mailako erretzea: -125, 240, 280 ordu, 700-800 °C
Labean egindako produktuen ikuskapena: itxura talkatzea, erresistibitate elektrikoa, dentsitate soltea, konpresio erresistentzia, barne egituraren analisia
Inpregnazioa presio-ontzi batean karbono-material bat jartzen den prozesu bat da eta inpregnazio likidoa produktuaren elektrodoaren poroetan murgiltzen da tenperatura eta presio baldintza jakin batzuetan. Helburua produktuaren porositatea murriztea, produktuaren dentsitatea handitzea eta erresistentzia mekanikoa handitzea eta produktuaren eroankortasun elektrikoa eta termikoa hobetzea da.
Inpregnazio-prozesua eta erlazionatutako parametro teknikoak hauek dira: totxoa txigortzea – gainazala garbitzea – aurreberotzea (260-380 °C, 6-10 ordu) – inpregnatzeko depositua kargatzea – xurgatzea (8-9KPa, 40-50min) – Betunaren injekzioa (180 -200 °C) – Presurizazioa (1,2-1,5 MPa, 3-4 ordu) – Asfaltora itzultzea – Hoztea (tanga barruan edo kanpoan)
Inpregnatutako produktuen ikuskapena: inpregnazioaren pisua irabazteko tasa G=(W2-W1)/W1×100%
Pisu-irabazi tasa bat ≥14%
Inpregnatutako bigarren mailako produktuaren pisu-irabazi tasa ≥ 9%
Hiru murgiltze-produktu pisua irabazteko tasa ≥ 5%
Grafitizazioak tenperatura altuko tratamendu termikoko prozesu bati egiten dio erreferentzia, non karbono-produktu bat 2300 º C-ko edo gehiagoko tenperaturara berotzen den tenperatura altuko labe elektriko batean babes-euskarri batean, geruza amorfo-egitura karbono bat hiru dimentsioko ordenatu batean bihurtzeko. grafitozko kristalaren egitura.
Grafitizazioaren helburua eta eragina:
1 hobetu karbonozko materialaren eroankortasuna eta eroankortasun termikoa (erresistentzia 4-5 aldiz murrizten da eta eroankortasun termikoa 10 aldiz inguru handitzen da);
2 karbono-materialaren shock termikoaren erresistentzia eta egonkortasun kimikoa hobetu (hedapen-koefiziente lineala % 50-80 murriztu da);
3 karbono-materialaren lubrifikazio eta urradura erresistentzia egiteko;
4 Ihes ezpurutasunak, hobetu karbono-materialaren purutasuna (produktuaren errautsen edukia % 0,5-0,8tik % 0,3ra murrizten da).
Grafitizazio prozesuaren gauzatzea:
Karbono-materialaren grafitizazioa 2300-3000 °C-ko tenperatura altuan egiten da, beraz, industrian berogailu elektrikoaren bidez bakarrik gauzatu daiteke, hau da, korrontea zuzenean berotutako produktu kaltzinatutik igarotzen da eta kaltzinatutako produktua kargatzen da. labean sartzen da korronte elektrikoa tenperatura altuan sortzen da. Eroalea berriro tenperatura altura berotzen den objektu bat da.
Gaur egun oso erabiliak diren labeen artean, Acheson grafitizazio labeak eta barneko bero-jauziaren (LWG) labeak daude. Lehenengoak irteera handia du, tenperatura-alde handia eta energia-kontsumo handia du. Azken honek berotze-denbora laburra du, potentzia-kontsumo txikia, erresistentzia elektriko uniformea eta ez da egokia egokitzeko.
Grafitizazio-prozesuaren kontrola tenperatura igoeraren egoerarako egokia den potentzia elektrikoaren kurba neurtuz kontrolatzen da. Energia hornitzeko denbora 50-80 ordukoa da Acheson labearentzat eta 9-15 ordukoa LWG labearentzat.
Grafitizazioaren energia-kontsumoa oso handia da, oro har 3200-4800KWh, eta prozesuaren kostua ekoizpen kostu osoaren % 20-35 inguru da.
Produktu grafitizatuen ikuskapena: itxura-tapping, erresistentzia-proba
Mekanizazioa: Karbonozko grafitoko materialen mekanizazio mekanikoaren helburua da beharrezkoa den tamaina, forma, zehaztasuna eta abar lortzea elektrodoaren gorputza eta junturak erabileraren eskakizunen arabera egiteko ebakiz.
Grafito-elektrodoen prozesamendua bi prozesatzeko prozesu independentetan banatzen da: elektrodoaren gorputza eta juntadura.
Gorputzaren prozesamenduak mutur laua aspergarria eta zakarra, kanpoko zirkulua eta mutur laua eta fresatzeko haria hiru urrats ditu. Juntura konikoa prozesatzea 6 prozesutan bana daiteke: ebaketa, mutur laua, autoaren kono aurpegia, fresatzeko haria, zulatzeko torlojua eta zirrikitu.
Elektrodoen junturaren konexioa: juntura konikoa (hiru beila eta beila bat), juntura zilindrikoa, kolpe-konexioa (arra eta emea)
Mekanizazioaren zehaztasunaren kontrola: hariaren konoaren desbideratzea, hari-pasa, juntadura (zuloa) diametro handiko desbideratzea, junta-zuloaren koaxialtasuna, junta-zuloaren bertikaltasuna, elektrodoaren amaierako aurpegiaren lautasuna, juntagailuaren lau puntuko desbideratzea. Egiaztatu eraztun-neurgailu eta plaka-neurgailu bereziekin.
Amaitutako elektrodoen ikuskapena: zehaztasuna, pisua, luzera, diametroa, dentsitatea handia, erresistentzia, muntaketa aurreko tolerantzia, etab.
Argitalpenaren ordua: 2019-10-31