黒鉛電極の製造工程

黒鉛電極の原料と製造工程

黒鉛電極は、石油を混練し、骨材としてニードルコークス、バインダーとして石炭ビチューメンを混練、成型、焙焼、含浸、黒鉛化、機械加工などの一連の工程を経て製造される、高温耐性の黒鉛導電材です。材料。

黒鉛電極は電気製鋼にとって重要な高温導電材料です。黒鉛電極は電気炉に電気エネルギーを入力するために使用され、電極端と装入物との間のアークによって発生する高温は、製鋼のための装入物を溶かすための熱源として使用されます。黄リン、工業用シリコン、研磨材などの材料を精錬する他の鉱石炉でも、導電性材料としてグラファイト電極が使用されています。黒鉛電極の優れた特殊な物理的および化学的特性は、他の産業分野でも広く使用されています。

黒鉛電極の製造原料は石油コークス、ニードルコークス、コールタールピッチです。

石油コークスは、コークス炭残渣と石油ピッチから得られる可燃性の固体製品です。色は黒色で多孔質で、主成分は炭素で、灰分は非常に少なく、通常 0.5% 未満です。石油コークスは容易に黒鉛化する炭素の部類に属します。石油コークスは、化学および冶金産業で幅広い用途に使用されます。人造黒鉛製品や電解アルミニウム用炭素製品を製造するための主原料です。

石油コークスは熱処理温度により生コークスと焼成コークスの２種類に分けられます。ディレードコークス法で得られる前者の石油コークスは揮発分を多く含み、機械的強度が低い。か焼コークスは、生コークスをか焼することにより得られる。中国のほとんどの製油所はコークスのみを生産しており、か焼作業はほとんどが炭素工場で行われています。

石油コークスは、高硫黄コークス (1.5% 以上の硫黄を含む)、中硫黄コークス (0.5% ～ 1.5% の硫黄を含む)、および低硫黄コークス (0.5% 未満の硫黄を含む) に分類できます。黒鉛電極およびその他の人造黒鉛製品の製造は、一般に低硫黄コークスを使用して製造されます。

ニードルコークスは、明らかな繊維状の組織、非常に低い熱膨張係数、容易に黒鉛化する高品質コークスの一種です。コークスが壊れると、テクスチャーに応じて細いストリップに分割できます (アスペクト比は通常 1.75 以上)。異方性の繊維構造は偏光顕微鏡で観察できるため、ニードルコークスと呼ばれています。

ニードルコークスの物理機械的特性の異方性は非常に明白です。粒子の長軸方向に平行な電気・熱伝導性に優れ、熱膨張係数が低い。押出成形の際、ほとんどの粒子の長軸は押出方向に揃います。したがって、ニードルコークスは、高出力または超高出力グラファイト電極を製造するための重要な原料です。製造された黒鉛電極は、抵抗率が低く、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れています。

ニードルコークスは、石油残渣から製造される石油系ニードルコークスと、精製石炭ピッチ原料から製造される石炭系ニードルコークスに分かれます。

コールタールは、コールタール深層処理の主な製品の 1 つです。さまざまな炭化水素の混合物で、高温では黒色、高温では半固体または固体、固定融点はなく、加熱後に軟化し、その後溶融し、密度は 1.25 ～ 1.35 g/cm3 です。軟化点に応じて、低温アスファルト、中温アスファルト、高温アスファルトに分けられます。中温アスファルトの収率はコールタールの 54 ～ 56% です。コールタールの組成は非常に複雑であり、コールタールの性質やヘテロ原子の含有量に関連しており、コークス化プロセスシステムやコールタールの処理条件にも影響されます。ビチューメン軟化点、トルエン不溶分（TI）、キノリン不溶分（QI）、コークス化価、石炭ピッチのレオロジーなど、コールタールピッチを特徴付ける指標は数多くあります。

コールタールはカーボン産業においてバインダーや含浸剤として使用されており、その性能はカーボン製品の製造プロセスや製品品質に大きな影響を与えます。バインダーアスファルトとしては、一般に、適度な軟化点、コーキング価の高い、高βレジンを有する中温または中温改質アスファルトが使用される。含浸剤は、軟化点が低く、QI が低く、レオロジー特性が良好な中温アスファルトです。