Proces proizvodnje grafitne elektrode

Sirovina i proces proizvodnje grafitne elektrode

Grafitna elektroda je grafitni vodljivi materijal otporan na visoke temperature proizveden gnječenjem nafte, igličastim koksom kao agregatom i bitumenom ugljena kao vezivom, koji se proizvode nizom procesa kao što su gnječenje, kalupljenje, prženje, impregnacija, grafitizacija i mehanička obrada. materijal.

Grafitna elektroda važan je visokotemperaturni vodljivi materijal za proizvodnju čelika. Grafitna elektroda koristi se za unos električne energije u električnu peć, a visoka temperatura koju stvara luk između kraja elektrode i šarže koristi se kao izvor topline za taljenje šarže za izradu čelika. Druge peći za rudače koje tale materijale kao što su žuti fosfor, industrijski silicij i abrazivi također koriste grafitne elektrode kao vodljive materijale. Izvrsna i posebna fizikalna i kemijska svojstva grafitnih elektroda također se široko koriste u drugim industrijskim sektorima.

Sirovine za proizvodnju grafitnih elektroda su naftni koks, igličasti koks i smola.

Naftni koks je zapaljivi kruti proizvod dobiven koksiranjem ugljenog ostatka i naftne smole. Boja je crna i porozna, glavni element je ugljik, a sadržaj pepela je vrlo nizak, općenito ispod 0,5%. Naftni koks pripada klasi lako grafitizirajućeg ugljika. Naftni koks ima široku primjenu u kemijskoj i metalurškoj industriji. To je glavna sirovina za proizvodnju proizvoda od umjetnog grafita i proizvoda od ugljika za elektrolitički aluminij.

Naftni koks se može podijeliti u dvije vrste: sirovi koks i kalcinirani koks prema temperaturi toplinske obrade. Prijašnji naftni koks dobiven odgođenim koksiranjem sadrži veliku količinu hlapljivih tvari, a mehanička čvrstoća je niska. Žareni koks dobiva se kalcinacijom sirovog koksa. Većina rafinerija u Kini proizvodi samo koks, a operacije kalcinacije uglavnom se izvode u postrojenjima za ugljik.

Naftni koks se može podijeliti na koks s visokim sadržajem sumpora (koji sadrži više od 1,5% sumpora), koks sa srednjim sadržajem sumpora (koji sadrži 0,5%-1,5% sumpora) i koks s niskim sadržajem sumpora (koji sadrži manje od 0,5% sumpora). Proizvodnja grafitnih elektroda i drugih proizvoda od umjetnog grafita općenito se proizvodi pomoću koksa s niskim sadržajem sumpora.

Igličasti koks je vrsta visokokvalitetnog koksa s očiglednom vlaknastom teksturom, vrlo niskim koeficijentom toplinske ekspanzije i lakom grafitizacijom. Kada se koks slomi, može se podijeliti na vitke trake prema teksturi (omjer širine i visine je općenito iznad 1,75). Anizotropna vlaknasta struktura može se promatrati pod polarizacijskim mikroskopom, pa se stoga naziva igličastim koksom.

Anizotropija fizikalno-mehaničkih svojstava igličastog koksa vrlo je očita. Ima dobru električnu i toplinsku vodljivost paralelnu sa smjerom duge osi čestice, a koeficijent toplinske ekspanzije je nizak. Kod ekstruzijskog kalupljenja, duga os većine čestica je raspoređena u smjeru ekstruzije. Stoga je igličasti koks ključna sirovina za proizvodnju grafitnih elektroda velike ili ultra velike snage. Proizvedena grafitna elektroda ima mali otpor, mali koeficijent toplinskog širenja i dobru otpornost na toplinski udar.

Igličasti koks se dijeli na igličasti koks na bazi nafte proizveden od naftnih ostataka i igličasti koks na bazi ugljena proizveden od rafiniranih sirovina ugljenog smola.

Katran je jedan od glavnih proizvoda duboke prerade katrana. To je mješavina raznih ugljikovodika, crnih na visokoj temperaturi, polukrutih ili krutih na visokim temperaturama, bez fiksnog tališta, omekšanih nakon zagrijavanja, a potom otopljenih, gustoće 1,25-1,35 g/cm3. Prema točki omekšavanja dijeli se na niskotemperaturni, srednjetemperaturni i visokotemperaturni asfalt. Iskorištenje asfalta srednje temperature je 54-56% katrana. Sastav ugljenog katrana je izuzetno kompliciran, što je povezano sa svojstvima ugljenog katrana i sadržajem heteroatoma, a također na njega utječu procesni sustav koksiranja i uvjeti prerade ugljenog katrana. Postoje mnogi pokazatelji za karakterizaciju katranske smole, kao što su točka omekšavanja bitumena, netopivi u toluenu (TI), netopivi u kinolinu (QI), vrijednosti koksiranja i reologija smole.

Ugljeni katran koristi se kao vezivo i impregnant u industriji ugljika, a njegova učinkovitost ima velik utjecaj na proizvodni proces i kvalitetu proizvoda ugljičnih proizvoda. Vezivni asfalt općenito koristi srednje temperaturno ili srednje temperaturno modificirani asfalt koji ima umjerenu točku omekšavanja, visoku vrijednost koksiranja i visoku β smolu. Sredstvo za impregniranje je asfalt srednje temperature s niskom točkom omekšavanja, niskim QI i dobrim reološkim svojstvima.