תהליך ייצור אלקטרודות גרפיט

חומר גלם ותהליך ייצור של אלקטרודת גרפיט

אלקטרודת גרפיט היא חומר מוליך גרפיט עמיד לטמפרטורה גבוהה המיוצר על ידי לישה נפט, קוקה מחט כאגרגט וביטומן פחם כחומר מקשר, המיוצרים באמצעות סדרה של תהליכים כגון לישה, יציקה, קלייה, הספגה, גרפיטציה ועיבוד מכני. חוֹמֶר.

אלקטרודת הגרפיט היא חומר מוליך חשוב בטמפרטורה גבוהה לייצור פלדה חשמלית. אלקטרודת הגרפיט משמשת להזנת אנרגיה חשמלית לתנור החשמלי, והטמפרטורה הגבוהה שנוצרת על ידי הקשת בין קצה האלקטרודה למטען משמשת כמקור חום להמסת המטען לייצור פלדה. תנורי עפרות אחרים הממיסים חומרים כמו זרחן צהוב, סיליקון תעשייתי וחומרי שוחקים משתמשים גם באלקטרודות גרפיט כחומרים מוליכים. התכונות הפיזיקליות והכימיות המצוינות והמיוחדות של אלקטרודות גרפיט נמצאות בשימוש נרחב גם במגזרים תעשייתיים אחרים.

חומרי הגלם לייצור אלקטרודות גרפיט הם קולה נפט, קוק מחט וזפת זפת פחם.

קולה נפט הוא מוצר מוצק דליק המתקבל על ידי בישול שאריות פחם וזפת נפט. הצבע שחור ונקבובי, היסוד העיקרי הוא פחמן, ותכולת האפר נמוכה מאוד, בדרך כלל מתחת ל-0.5%. קולה נפט שייך למעמד של פחמן שניתן לגרפיט בקלות. לקוק נפט יש מגוון רחב של שימושים בתעשיות כימיות ומתכות. זהו חומר הגלם העיקרי לייצור מוצרי גרפיט מלאכותיים ומוצרי פחמן לאלומיניום אלקטרוליטי.

ניתן לחלק את הקוקס הנפט לשני סוגים: קוקה גולמית וקולה קלצינה לפי טמפרטורת הטיפול בחום. הקוקס הנפט לשעבר שהושג על ידי קוקינג מושהה מכיל כמות גדולה של חומרים נדיפים, והחוזק המכני נמוך. הקוקס המבושל מתקבל על ידי סידוד של קוק גולמי. רוב בתי הזיקוק בסין מייצרים קולה בלבד, ופעולות ההסתייד מתבצעות בעיקר במפעלי פחמן.

ניתן לחלק קוקה נפט לקוקה עם רמת גופרית גבוהה (המכילה יותר מ-1.5% גופרית), קוקה גופרית בינונית (המכילה 0.5%-1.5% גופרית), וקולה דלת גופרית (המכילה פחות מ-0.5% גופרית). הייצור של אלקטרודות גרפיט ומוצרי גרפיט מלאכותיים אחרים מיוצר בדרך כלל באמצעות קולה דל גופרית.

קוקה מחט היא סוג של קולה באיכות גבוהה עם מרקם סיבי ברור, מקדם התפשטות תרמית נמוך מאוד וגרפיטיזציה קלה. כאשר הקולה נשבר, ניתן לפצל אותו לרצועות דקות לפי המרקם (יחס הגובה-רוחב הוא בדרך כלל מעל 1.75). ניתן לראות מבנה סיבי אנזוטרופי תחת מיקרוסקופ מקטב, ולכן מכונה קוקי מחט.

האניזוטרופיה של תכונות פיזיקו-מכניות של קוקה מחט ברורה מאוד. יש לו מוליכות חשמלית ותרמית טובה במקביל לכיוון הציר הארוך של החלקיק, ומקדם ההתפשטות התרמית נמוך. בעת יציקת שחול, הציר הארוך של רוב החלקיקים מסודר בכיוון האקסטרוזיה. לכן, קולה מחט הוא חומר הגלם העיקרי לייצור אלקטרודות גרפיט בעלות הספק גבוה או אולטרה-גבוה. לאלקטרודת הגרפיט המיוצרת התנגדות נמוכה, מקדם התפשטות תרמית קטן ועמידות בפני זעזועים תרמית טובה.

קוק מחט מחולק לקוק מחט על בסיס שמן המופק משאריות נפט וקוק מחט על בסיס פחם המופק מחומרי גלם מזוקקים של זפת פחם.

זפת פחם היא אחד המוצרים העיקריים של עיבוד עמוק של זפת פחם. זוהי תערובת של פחמימנים שונים, שחורים בטמפרטורה גבוהה, מוצקים למחצה או מוצקים בטמפרטורה גבוהה, ללא נקודת התכה קבועה, מתרככת לאחר חימום, ולאחר מכן נמסה, בצפיפות של 1.25-1.35 גרם/סמ"ק. לפי נקודת הריכוך שלו, הוא מחולק לטמפרטורה נמוכה, טמפרטורה בינונית ואספלט בטמפרטורה גבוהה. תפוקת האספלט בטמפרטורה בינונית היא 54-56% מזפת פחם. ההרכב של זפת הפחם הוא מסובך ביותר, הקשור לתכונות של זפת פחם ולתכולת ההטרואטומים, ומושפע גם ממערכת תהליך הקוקינג ומתנאי עיבוד זפת הפחם. ישנם אינדיקטורים רבים לאפיון זפת זפת פחם, כגון נקודת ריכוך ביטומן, בלתי מסיסים בטולואן (TI), בלתי מסיסים בקינולין (QI), ערכי קוקינג וריאולוגיה של זפת פחם.

זפת פחם משמשת כחומר מקשר וכספג בתעשיית הפחמן, ולביצועיה יש השפעה רבה על תהליך הייצור ואיכות המוצר של מוצרי פחמן. אספלט הקלסר משתמש בדרך כלל באספלט שונה בטמפרטורה בינונית או בטמפרטורה בינונית בעל נקודת ריכוך בינונית, ערך קוקוס גבוה ושרף β גבוה. חומר ההספגה הוא אספלט בטמפרטורה בינונית בעל נקודת ריכוך נמוכה, QI נמוך ותכונות ריאולוגיות טובות.