Grafít rafskaut er háhitaþolið grafítleiðandi efni framleitt með jarðolíuhnoðun, nálkoks sem malarefni og kolbik sem bindiefni, sem eru framleidd í gegnum röð ferla eins og hnoðun, mótun, steikingu, gegndreypingu, grafítgerð og vélrænni vinnslu. efni.
Grafít rafskautið er mikilvægt háhitaleiðandi efni fyrir rafstálframleiðslu. Grafít rafskautið er notað til að setja raforku inn í rafmagnsofninn og háhitinn sem myndast af boganum á milli rafskautsenda og hleðslunnar er notaður sem hitagjafi til að bræða hleðsluna fyrir stálframleiðslu. Aðrir málmgrýtisofnar sem bræða efni eins og gulan fosfór, iðnaðarkísill og slípiefni nota einnig grafít rafskaut sem leiðandi efni. Frábærir og sérstakir eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar grafít rafskauta eru einnig mikið notaðir í öðrum atvinnugreinum.
Hráefni til framleiðslu á grafít rafskautum eru jarðolíukoks, nálarkoks og koltjörubik.
Jarðolíukoks er eldfim fast vara sem fæst með því að kóka kolaleifar og jarðolíubik. Liturinn er svartur og gljúpur, aðalþátturinn er kolefni og öskuinnihaldið er mjög lágt, yfirleitt undir 0,5%. Jarðolíukoks tilheyrir flokki kolefnis sem auðvelt er að grafíta. Jarðolíukók hefur margvíslega notkun í efna- og málmvinnsluiðnaði. Það er aðalhráefnið til að framleiða gervi grafítvörur og kolefnisvörur fyrir rafgreiningarál.
Jarðolíukókinu má skipta í tvær gerðir: hrátt kók og brennt kók í samræmi við hitameðhöndlunarhitastigið. Fyrrverandi jarðolíukoks sem fæst með seinkun á koksun inniheldur mikið magn rokgjarnra efna og vélrænni styrkurinn er lítill. Brennda kókið fæst með brennslu á hráu kóki. Flestar hreinsunarstöðvar í Kína framleiða aðeins kók og brennsluaðgerðir fara að mestu fram í kolefnisverksmiðjum.
Hægt er að skipta jarðolíukoki í brennisteinskók (sem inniheldur meira en 1,5% brennistein), miðlungs brennisteinskók (inniheldur 0,5%-1,5% brennistein) og lítið brennisteinskók (inniheldur minna en 0,5% brennistein). Framleiðsla á grafít rafskautum og öðrum gervi grafítvörum er almennt framleidd með því að nota lágt brennisteins kók.
Nálkók er eins konar hágæða kók með augljósri trefjaáferð, mjög lágan varmaþenslustuðul og auðveld grafitgerð. Þegar kókið er brotið má skipta því í mjóar ræmur eftir áferð (hlutfallið er yfirleitt yfir 1,75). Hægt er að sjá anisotropic trefjagerð undir skautunarsmásjá og er því vísað til sem nálarkoks.
Anisotropy á eðlisfræðilega-vélrænum eiginleikum nálarkoks er mjög augljós. Það hefur góða raf- og hitaleiðni samsíða langásstefnu ögnarinnar og hitastuðullinn er lágur. Við útpressunarmótun er langás flestra agna raðað í útpressunarstefnu. Þess vegna er nál kók lykilhráefnið til að framleiða há- eða öfgamikil grafít rafskaut. Grafít rafskautið sem framleitt er hefur lágt viðnám, lítinn hitastækkunarstuðul og góða hitaáfallsþol.
Nálakoks er skipt í olíubundið nálakok framleitt úr jarðolíuleifum og nálakoks sem byggt er á kolum framleitt úr hreinsuðu hráefni úr kolabiki.
Koltjara er ein helsta afurð djúpvinnslu koltjöru. Það er blanda af ýmsum kolvetnum, svört við háan hita, hálfföstu eða föst við háan hita, ekkert fast bræðslumark, mýkað eftir hitun og síðan brætt, með þéttleika 1,25-1,35 g/cm3. Samkvæmt mýkingarpunkti þess er það skipt í lághita, miðlungshita og háhita malbik. Meðalhita malbiksuppskeran er 54-56% af koltjöru. Samsetning koltjöru er afar flókin, sem tengist eiginleikum koltjöru og innihaldi heteróatóma, og er einnig fyrir áhrifum af koksferliskerfinu og koltjöruvinnsluskilyrðum. Það eru margar vísbendingar til að einkenna koltjörubik, svo sem mýkingarmark jarðbiks, óleysanlegt tólúen (TI), óleysanlegt kínólín (QI), kóksgildi og kolabikarrheology.
Koltjara er notað sem bindiefni og gegndreypið í kolefnisiðnaðinum og hefur árangur hennar mikil áhrif á framleiðsluferli og vörugæði kolefnisvara. Bindiefnismalbikið notar almennt miðlungshita eða miðlungshita breytt malbik með miðlungs mýkingarmark, hátt kóksgildi og hátt β plastefni. Gegndreypið er miðlungshita malbik með lágt mýkingarmark, lágt QI og góða rheological eiginleika.
Eftirfarandi mynd sýnir framleiðsluferli grafít rafskauts í kolefnisfyrirtæki.
Kalsun: Kolefnishráefnið er hitameðhöndlað við háan hita til að losa raka og rokgjarnt efni sem þar er að finna og framleiðsluferlið sem samsvarar því að bæta upprunalega eldunarafköst er kallað brennsla. Almennt er kolefniskennt hráefni brennt með því að nota gas og eigin rokgjörn efni sem hitagjafa og hámarkshiti er 1250-1350 °C.
Kalsun gerir miklar breytingar á uppbyggingu og eðlisefnafræðilegum eiginleikum kolefnisríkra hráefna, aðallega til að bæta þéttleika, vélrænan styrk og rafleiðni kóks, bæta efnafræðilegan stöðugleika og oxunarþol kóks, sem leggur grunn að síðari ferlinu. .
Brenndur búnaður felur aðallega í sér tankbrennsluvél, snúningsofn og rafmagnsbrennsluvél. Gæðastýringarvísitalan fyrir brennslu er sú að raunverulegur þéttleiki jarðolíukoks er ekki minni en 2,07g/cm3, viðnámið er ekki meira en 550μΩ.m, raunverulegur þéttleiki nálarkoks er ekki minna en 2,12g/cm3, og viðnám er ekki meira en 500μΩ.m.
Hráefnismulning og hráefni
Fyrir skömmtun verður að mylja, mala og sigta magn brennda jarðolíukoks og nálakoks.
Miðlungs mulningin fer venjulega fram með því að mylja búnað sem er um 50 mm í gegnum kjálkakross, hamarkross, rúllukross og þess háttar til að mylja frekar 0,5-20 mm stærð efnisins sem þarf til skammtunar.
Mölun er aðferð þar sem kolefniskennt efni er malað í duftkennd litla ögn sem er 0,15 mm eða minni og kornastærð 0,075 mm eða minni með hringvalsmylla af sviflausnargerð (Raymond mill), kúlumylla eða þess háttar. .
Skimun er ferli þar sem fjölbreytt úrval efna eftir mulning er skipt í nokkur kornastærðarsvið með þröngt stærðarsvið í gegnum röð sigta með einsleitum opum. Núverandi rafskautsframleiðsla krefst venjulega 4-5 köggla og 1-2 duftflokka.
Innihaldsefni eru framleiðsluferlar til að reikna út, vigta og einbeita hinum ýmsu fyllingarefni og dufti og bindiefnum í samræmi við samsetningarkröfur. Vísindalegt hæfi efnablöndunnar og stöðugleiki framleiðslunnar eru meðal mikilvægustu þáttanna sem hafa áhrif á gæðavísitölu og frammistöðu vörunnar.
Formúlan þarf að ákvarða 5 þætti:
1Veldu tegund hráefna;
2 ákvarða hlutfall mismunandi tegunda hráefna;
3 ákvarða kornastærðarsamsetningu fasta hráefnisins;
4 ákvarða magn bindiefnis;
5 Ákvarða tegund og magn aukefna.
Hnoða: Blanda og magngreina mismunandi kornastærð kolefnisbundin korn og duft með ákveðnu magni af bindiefni við ákveðið hitastig og hnoða mýktarmaukið í ferli sem kallast hnoða.
Hnoðunarferli: þurrblöndun (20-35 mín) blautblöndun (40-55 mín)
Hlutverk hnoða:
1 Þegar þurru er blandað saman er hinum ýmsu hráefnum blandað jafnt og föstu kolefnisefnin af mismunandi kornastærðum er jafnt blandað og fyllt til að bæta þéttleika blöndunnar;
2 Eftir að koltjörubiki hefur verið bætt við er þurrefninu og malbikinu blandað jafnt saman. Vökva malbikið húðar og bleytir yfirborð kyrnanna jafnt og myndar lag af malbiksbindingarlagi og öll efnin eru tengd hvert við annað til að mynda einsleitt plaststrok. Stuðlar að mótun;
3 hlutar af koltjörubiki smýgur inn í innra rými kolefnisefnisins og eykur þéttleika og samloðun deigsins enn frekar.
Mótun: Mótun kolefnisefnis vísar til þess ferlis að plastískt afmynda hnoðaða kolefnismaukið undir ytri krafti sem mótunarbúnaðurinn beitir til að mynda að lokum grænan líkama (eða hrávöru) með ákveðna lögun, stærð, þéttleika og styrk. ferli.
Tegundir mótunar, búnaðar og framleiddra vara:
Mótunaraðferð
Algengur búnaður
helstu vörur
Mótun
Lóðrétt vökvapressa
Rafmagns kolefni, lággæða fíngerð grafít
Kreista
Lárétt vökvapressa
Skrúfapressa
Grafít rafskaut, ferningur rafskaut
Titringsmótun
Titringsmótunarvél
Ál kolefni múrsteinn, háofn kolefni múrsteinn
Isostatic pressa
Isostatic mótunarvél
Ísótrópískt grafít, anísótrópískt grafít
Kreistuaðgerð
1 flott efni: diskur kæliefni, strokka kæliefni, blöndun og hnoða kæliefni osfrv.
Losaðu rokgjörn efnin, lækkaðu í hæfilegt hitastig (90-120 ° C) til að auka viðloðunina, þannig að stíflan í límið sé einsleit í 20-30 mín.
2 Hleðsla: ýttu á lyftistöng —– 2-3 sinnum klipping—-4-10MPa þjöppun
3 forþrýstingur: þrýstingur 20-25MPa, tími 3-5 mín, meðan á ryksugu stendur
4 extrusion: ýttu niður skífunni —5-15MPa extrusion — skera — í kælivaskinn
Tæknilegar breytur extrusion: þjöppunarhlutfall, pressuhólf og stúthitastig, kælihitastig, forhleðsluþrýstingstími, útpressunarþrýstingur, útpressunarhraði, kælivatnshiti
Skoðun á grænni líkama: magnþéttleiki, slá á útliti, greining
Kalsun: Það er ferli þar sem kolefnisafurðin grænn líkaminn er fylltur í sérhannaðan hitaofn undir verndun fylliefnisins til að framkvæma háhita hitameðferð til að kolsýra kolavellinum í græna líkamanum. Jarðbikakókið sem myndast eftir kolsýringu kolbitumensins storknar kolefnisblönduna og duftagnirnar saman og brennda kolefnisafurðin hefur mikinn vélrænan styrk, lágt rafviðnám, góðan hitastöðugleika og efnafræðilegan stöðugleika. .
Brennsla er eitt af aðalferlunum í framleiðslu kolefnisafurða og er einnig mikilvægur hluti af þremur helstu hitameðhöndlunarferlum grafít rafskautsframleiðslu. Framleiðsluferli brennslunnar er langt (22-30 dagar fyrir bakstur, 5-20 dagar fyrir ofna fyrir 2 bakstur) og meiri orkunotkun. Gæði grænsteikingar hafa áhrif á gæði fullunnar vöru og framleiðslukostnað.
Græna kolabikan í græna líkamanum er kokuð í brennsluferlinu og um 10% af rokgjörnu efni er losað og rúmmálið er framleitt með 2-3% rýrnun og massatapið er 8-10%. Eðliseiginleikar og efnafræðilegir eiginleikar kolefnisplötunnar breyttust einnig verulega. Gropið minnkaði úr 1,70 g/cm3 í 1,60 g/cm3 og viðnámið minnkaði úr 10000 μΩ·m í 40-50 μΩ·m vegna aukningar á gropleikanum. Vélrænni styrkur brennda billetsins var einnig mikill. Til úrbóta.
Önnur bakstur er ferli þar sem brenndu afurðinni er sökkt í og síðan brennt til að kolsýra bikið sem er sökkt í svitahola brenndu afurðarinnar. Rafskaut sem krefjast meiri magnþéttleika (allar tegundir nema RP) og samskeyti þarf að vera tvíbakað, og samskeytin eru einnig undirlögð þriggja dýfu fjórböku eða tveggja dýfu þriggja baka.
Aðal ofntegund steikar:
Stöðug rekstur—-hringofn (með loki, án loks), jarðgangaofn
Notkun með hléum - bakofn, steikari undir gólfi, kassabrennsla
Brennsluferill og hámarkshiti:
Einskiptisbrennsla—-320, 360, 422, 480 klukkustundir, 1250 °C
Aukabrennsla—-125, 240, 280 klst., 700-800 °C
Skoðun á bökuðum vörum: útlitssláttur, rafviðnám, lausþéttleiki, þrýstistyrkur, innri uppbyggingu greining
Gegndreyping er ferli þar sem kolefnisefni er sett í þrýstihylki og vökva gegndreypingarbikarinn er sökkt í svitaholur vörurafskautsins við ákveðin hita- og þrýstingsskilyrði. Tilgangurinn er að draga úr porosity vörunnar, auka magnþéttleika og vélrænan styrk vörunnar og bæta raf- og hitaleiðni vörunnar.
Gegndreypingarferlið og tengdar tæknilegar breytur eru: steikt efni - yfirborðshreinsun - forhitun (260-380 °C, 6-10 klst) - hleðsla á gegndreypingartankinn - ryksuga (8-9KPa, 40-50 mín) - Inndæling á jarðbiki (180 -200 °C) – Þrýstingur (1,2-1,5 MPa, 3-4 klst) – Farið aftur í malbik - Kæling (inni eða utan tanksins)
Skoðun á gegndreyptum vörum: þyngdaraukning hlutfall gegn gegndreypingu G=(W2-W1)/W1×100%
Þyngdaraukning í einni dýfu ≥14%
Þyngdaraukning vara ≥ 9% af annarri gegndreyptri vöru
Þrjár dýfingarvörur þyngdaraukning ≥ 5%
Grafitgerð vísar til háhita hitameðhöndlunarferlis þar sem kolefnisvara er hituð að 2300°C hitastigi eða meira í verndandi miðli í háhita rafmagnsofni til að breyta formlausu lagskiptu kolefni í þrívíddarskipan. grafít kristal uppbygging.
Tilgangur og áhrif grafítgerðar:
1 bæta leiðni og hitaleiðni kolefnisefnisins (viðnám minnkar um 4-5 sinnum og hitaleiðni er aukin um það bil 10 sinnum);
2 bæta hitaáfallsþol og efnafræðilegan stöðugleika kolefnisefnisins (línulegur stækkunarstuðull minnkaður um 50-80%);
3 til að gera kolefnisefnið smur- og slitþol;
4 Útblástur óhreininda, bæta hreinleika kolefnisefnisins (öskuinnihald vörunnar minnkar úr 0,5-0,8% í um það bil 0,3%).
Framkvæmd grafítunarferlisins:
Grafítgerð kolefnisefnis fer fram við háan hita 2300-3000 °C, þannig að það er aðeins hægt að veruleika með rafhitun í iðnaðinum, það er að straumurinn fer beint í gegnum hituð brennslu vöruna og brennda varan hlaðin inn í ofninn myndast af rafstraumnum við háan hita. Leiðarinn er aftur hlutur sem er hitaður upp í háan hita.
Ofnar sem nú eru mikið notaðir eru Acheson grafítgerðarofnar og innri hitafallsofna (LWG). Sá fyrrnefndi hefur mikla afköst, mikinn hitamun og mikla orkunotkun. Hið síðarnefnda hefur stuttan upphitunartíma, litla orkunotkun, samræmda rafviðnám og er ekki hentugur fyrir mátun.
Stjórnun grafítunarferlisins er stjórnað með því að mæla raforkuferilinn sem er hentugur fyrir hitastigshækkunarástandið. Aflgjafatími er 50-80 klukkustundir fyrir Acheson ofninn og 9-15 klukkustundir fyrir LWG ofninn.
Orkunotkun grafitgerðar er mjög mikil, yfirleitt 3200-4800KWh, og vinnslukostnaður er um 20-35% af heildarframleiðslukostnaði.
Skoðun á grafítuðum vörum: útlitssmelling, viðnámspróf
Vinnsla: Tilgangurinn með vélrænni vinnslu á kolefnisgrafítefnum er að ná nauðsynlegri stærð, lögun, nákvæmni osfrv.
Grafít rafskautsvinnsla er skipt í tvö sjálfstæð vinnsluferli: rafskautshluta og samskeyti.
Líkamsvinnslan felur í sér þrjú þrep af leiðinlegu og grófu flatu endafleti, ytri hring og flatt endafleti og fræsandi þráð. Vinnslu á keilulaga samskeyti má skipta í 6 ferli: skurð, flatt endaflöt, bílkeiluflöt, fræsingarþráð, borbolta og rifa.
Tenging rafskautstenginga: keilulaga tenging (þrjár sylgjur og ein sylgja), sívalur tenging, höggtenging (karl- og kventenging)
Stýring á nákvæmni vinnslu: frávik þráðar mjókkandi, þráðarhalli, samskeyti (gat) stórt þvermál frávik, samáhrif samskeytis gats, lóðrétting samskeytis, flatleika rafskautsenda, fjögurra punkta samskeyti. Athugaðu með sérstökum hringmælum og plötumælum.
Skoðun á fullunnum rafskautum: nákvæmni, þyngd, lengd, þvermál, magnþéttleiki, viðnám, umburðarlyndi fyrir samsetningu osfrv.
Birtingartími: 31. október 2019