Materia prima e processo di produzione dell'elettrodo di grafite
L'elettrodo di grafite è un materiale conduttivo di grafite resistente alle alte temperature prodotto dall'impasto di petrolio, coke ad ago come aggregato e bitume di carbone come legante, che vengono prodotti attraverso una serie di processi come impasto, stampaggio, tostatura, impregnazione, grafitizzazione e lavorazione meccanica. materiale.
L'elettrodo di grafite è un importante materiale conduttivo ad alta temperatura per la produzione dell'acciaio elettrico. L'elettrodo di grafite viene utilizzato per immettere energia elettrica nel forno elettrico e l'alta temperatura generata dall'arco tra l'estremità dell'elettrodo e la carica viene utilizzata come fonte di calore per fondere la carica per la produzione dell'acciaio. Anche altri forni per minerali che fondono materiali come fosforo giallo, silicio industriale e abrasivi utilizzano elettrodi di grafite come materiali conduttivi. Le eccellenti e particolari proprietà fisiche e chimiche degli elettrodi in grafite trovano largo impiego anche in altri settori industriali.
Le materie prime per la produzione degli elettrodi di grafite sono coke di petrolio, coke ad aghi e pece di catrame di carbone.
Il coke di petrolio è un prodotto solido infiammabile ottenuto dalla coking di residui di carbone e pece di petrolio. Il colore è nero e poroso, l'elemento principale è il carbonio e il contenuto di ceneri è molto basso, generalmente inferiore allo 0,5%. Il coke di petrolio appartiene alla classe del carbonio facilmente grafitizzato. Il coke di petrolio ha una vasta gamma di usi nelle industrie chimiche e metallurgiche. È la principale materia prima per la produzione di prodotti in grafite artificiale e prodotti in carbonio per l'alluminio elettrolitico.
Il coke di petrolio può essere suddiviso in due tipologie: coke grezzo e coke calcinato a seconda della temperatura di trattamento termico. L'ex coke di petrolio ottenuto mediante coking ritardato contiene una grande quantità di sostanze volatili e la resistenza meccanica è bassa. Il coke calcinato si ottiene mediante calcinazione del coke grezzo. La maggior parte delle raffinerie cinesi produce solo coke e le operazioni di calcinazione vengono per lo più effettuate in impianti a carbone.
Il coke di petrolio può essere suddiviso in coke ad alto contenuto di zolfo (contenente più dell'1,5% di zolfo), coke a medio zolfo (contenente 0,5%-1,5% di zolfo) e coke a basso contenuto di zolfo (contenente meno dello 0,5% di zolfo). La produzione di elettrodi di grafite e di altri prodotti di grafite artificiale viene generalmente effettuata utilizzando coke a basso contenuto di zolfo.
Il Needle Coke è un tipo di coke di alta qualità con evidente struttura fibrosa, coefficiente di dilatazione termica molto basso e facile grafitizzazione. Quando il coke è rotto, può essere diviso in strisce sottili a seconda della consistenza (il rapporto d'aspetto è generalmente superiore a 1,75). Una struttura fibrosa anisotropa può essere osservata al microscopio polarizzatore e viene quindi definita coke ad ago.
L'anisotropia delle proprietà fisico-meccaniche del Needle Coke è molto evidente. Ha una buona conduttività elettrica e termica parallela alla direzione dell'asse lungo della particella e il coefficiente di dilatazione termica è basso. Durante lo stampaggio per estrusione, l'asse lungo della maggior parte delle particelle è disposto nella direzione di estrusione. Pertanto, il coke ad aghi è la materia prima chiave per la produzione di elettrodi di grafite ad alta o altissima potenza. L'elettrodo di grafite prodotto ha una bassa resistività, un piccolo coefficiente di dilatazione termica e una buona resistenza allo shock termico.
Il coke ad aghi è suddiviso in coke ad aghi a base di petrolio prodotto da residui di petrolio e coke ad aghi a base di carbone prodotto da materie prime raffinate di pece di carbone.
Il catrame di carbone è uno dei principali prodotti della lavorazione profonda del catrame di carbone. È una miscela di vari idrocarburi, neri ad alta temperatura, semisolidi o solidi ad alta temperatura, senza punto di fusione fisso, rammolliti dopo riscaldamento e poi fusi, con densità di 1,25-1,35 g/cm3. In base al suo punto di rammollimento, è suddiviso in asfalto a bassa temperatura, media temperatura e alta temperatura. La resa dell'asfalto a media temperatura è pari al 54-56% del catrame di carbone. La composizione del catrame di carbone è estremamente complicata, ed è correlata alle proprietà del catrame di carbone e al contenuto di eteroatomi, ed è anche influenzata dal sistema di processo di cokefazione e dalle condizioni di lavorazione del catrame di carbone. Esistono molti indicatori per caratterizzare la pece di catrame di carbone, come il punto di rammollimento del bitume, gli insolubili di toluene (TI), gli insolubili di chinolina (QI), i valori di cokefazione e la reologia della pece di carbone.
Il catrame di carbone viene utilizzato come legante e impregnante nell'industria del carbonio e le sue prestazioni hanno un grande impatto sul processo di produzione e sulla qualità dei prodotti in carbonio. L'asfalto legante utilizza generalmente un asfalto modificato a temperatura media o a temperatura media avente un punto di rammollimento moderato, un elevato potere di cokefazione e una resina β elevata. L'agente impregnante è un asfalto a media temperatura avente un basso punto di rammollimento, un basso QI e buone proprietà reologiche.
Orario di pubblicazione: 23 settembre 2019