Графитната електрода е графит спроводлив материјал отпорен на високи температури произведен со месење на нафта, игла кокс како агрегат и јаглен битумен како врзивно средство, кои се произведуваат преку низа процеси како што се месење, обликување, печење, импрегнација, графитизација и механичка обработка. материјал.
Графитната електрода е важен високотемпературен проводен материјал за производство на електричен челик. Графитната електрода се користи за внесување електрична енергија во електричната печка, а високата температура генерирана од лакот помеѓу крајот на електродата и полнежот се користи како извор на топлина за топење на полнењето за производство на челик. Други рудни печки кои топат материјали како што се жолт фосфор, индустриски силициум и абразиви исто така користат графитни електроди како спроводливи материјали. Одличните и посебните физички и хемиски својства на графитните електроди се широко користени и во другите индустриски сектори.
Суровините за производство на графитни електроди се нафтен кокс, игла кокс и камен од јаглен.
Нафтениот кокс е запалив цврст производ кој се добива со коксирање на остатоци од јаглен и нафтен терен. Бојата е црна и порозна, главниот елемент е јаглерод, а содржината на пепел е многу ниска, генерално под 0,5%. Нафтената кокс спаѓа во класата на лесно графитизиран јаглерод. Нафтениот кокс има широк опсег на употреба во хемиската и металуршката индустрија. Тоа е главната суровина за производство на производи од вештачки графит и производи од јаглерод за електролитски алуминиум.
Нафтениот кокс може да се подели на два вида: суров кокс и калциниран кокс според температурата на термичка обработка. Поранешниот нафтен кокс добиен со одложено коксирање содржи големо количество испарливи материи, а механичката јачина е мала. Калцинираната кокс се добива со калцинирање на суровиот кокс. Повеќето рафинерии во Кина произведуваат само кокс, а операциите на калцинирање најчесто се вршат во фабриките за јаглерод.
Нафтениот кокс може да се подели на кокс со висока содржина на сулфур (содржи повеќе од 1,5% сулфур), среден сулфурен кокс (содржи 0,5%-1,5% сулфур) и кокс со низок сулфур (содржи помалку од 0,5% сулфур). Производството на графитни електроди и други вештачки графитни производи генерално се произведува со користење на кокс со ниска содржина на сулфур.
Иглената кокс е еден вид висококвалитетна кокс со очигледна фиброзна текстура, многу низок коефициент на термичка експанзија и лесна графитизација. Кога коксот е скршен, може да се подели на тенки ленти според текстурата (односот е генерално над 1,75). Анизотропна влакнеста структура може да се набљудува под поларизирачки микроскоп и затоа се нарекува игла кокс.
Анизотропијата на физичко-механичките својства на иглата кокс е многу очигледна. Има добра електрична и топлинска спроводливост паралелно со насоката на долгата оска на честичката, а коефициентот на термичка експанзија е низок. Кога се обликува со истиснување, долгата оска на повеќето честички е распоредена во насока на истиснување. Затоа, иглата кокс е клучната суровина за производство на графитни електроди со висока моќност или ултра-висока моќност. Произведената графитна електрода има мала отпорност, мал коефициент на термичка експанзија и добра отпорност на термички шок.
Иглената кокс е поделена на иглена кокс на база на масло, произведена од остатоци од нафта и кокс на игла базирана на јаглен, произведена од рафинирани суровини од камен јаглен.
Јаглениот катран е еден од главните производи на длабоката обработка на катран од јаглен. Тоа е мешавина од разни јаглеводороди, црни на висока температура, полуцврсти или цврсти на висока температура, без фиксна точка на топење, омекнати по загревањето, а потоа стопени, со густина од 1,25-1,35 g/cm3. Според точката на омекнување се дели на нискотемпературен, средна температура и асфалт со висока температура. Приносот на асфалтот со средна температура е 54-56% од катран од јаглен. Составот на јагленовиот катран е исклучително комплициран, што е поврзано со својствата на јагленовиот катран и содржината на хетероатомите, а на него влијаат и системот на процесот на коксирање и условите за преработка на катран од јаглен. Постојат многу показатели за карактеризирање на каменот на јагленот катран, како што се точката на омекнување на битуменот, нерастворливите материи во толуен (TI), нерастворливите материи на хинолин (QI), вредностите на коксирање и реологијата на нивото на јаглен.
Јаглениот катран се користи како врзивно средство и импрегнант во јаглеродната индустрија, а неговите перформанси имаат големо влијание врз процесот на производство и квалитетот на производите на јаглеродните производи. Асфалтот за врзување генерално користи асфалт со средна температура или модифициран асфалт со средна температура со умерена точка на омекнување, висока вредност на коксирање и висока β смола. Средството за импрегнација е асфалт со средна температура со ниска точка на омекнување, низок QI и добри реолошки својства.
Следната слика го прикажува процесот на производство на графитна електрода во јаглеродното претпријатие.
Калцинација: Јаглеродната суровина се термички обработена на висока температура за да се испушти влагата и испарливите материи содржани во неа, а процесот на производство што одговара на подобрувањето на оригиналните перформанси на готвење се нарекува калцинирање. Генерално, јаглеродните суровини се калцинираат со користење на гас и сопствени испарливи материи како извор на топлина, а максималната температура е 1250-1350 °C.
Калцинацијата прави длабоки промени во структурата и физичко-хемиските својства на јаглеродните суровини, главно во подобрување на густината, механичката сила и електричната спроводливост на коксот, подобрување на хемиската стабилност и отпорноста на оксидација на коксот, поставувајќи ја основата за последователниот процес. .
Калцинираната опрема главно вклучува резервоар за калцинер, ротациона печка и електричен калцинер. Индексот за контрола на квалитетот на калцинацијата е дека вистинската густина на нафтениот кокс не е помала од 2,07 g/cm3, отпорноста не е поголема од 550μΩ.m, вистинската густина на игла кокс не е помала од 2,12 g/cm3, а отпорноста не е поголема од 500μΩ.m.
Дробење на суровини и состојки
Пред серијата, најголемиот дел од калцинираниот нафтен кокс и иглата кокс мора да се здробеат, мелеат и просејуваат.
Средното дробење обично се врши со дробење опрема од околу 50 mm преку дробилка за вилица, дробилка со чекан, дробилка за ролни и слично за дополнително дробење на материјалот со големина од 0,5-20 mm што е потребен за серијата.
Мелењето е процес на мелење јаглероден материјал до прашкаста мала честичка од 0,15 mm или помала и големина на честички од 0,075 mm или помала со помош на мелница со прстенести валјак од тип на суспензија (мелница Рејмонд), мелница за топчиња или слично. .
Скринингот е процес во кој широк опсег на материјали по дробењето се дели на неколку опсези на големина на честички со тесен опсег на големини преку серија сита со униформни отвори. Тековното производство на електроди обично бара 4-5 пелети и 1-2 степени на прав.
Состојки се производствените процеси за пресметување, мерење и фокусирање на различните агрегати на агрегати и прашоци и врзива според барањата за формулација. Научната соодветност на формулацијата и стабилноста на операцијата на серии се меѓу најважните фактори кои влијаат на индексот на квалитет и перформансите на производот.
Формулата треба да определи 5 аспекти:
1Изберете го типот на суровини;
2 одредување на процентот на различни видови суровини;
3 одредување на составот на големината на честичките на цврстата суровина;
4 одредување на количината на врзивно средство;
5 Одредете го видот и количината на адитиви.
Месење: Мешање и квантифицирање на различни јаглеродни гранули и прашоци со големина на честички со одредена количина врзивно средство на одредена температура и месење на пастата за пластичност во процес наречен месење.
Процес на месење: суво мешање (20-35 мин.) влажно мешање (40-55 мин.)
Улогата на месење:
1.
2 По додавањето на катран од јаглен, сувиот материјал и асфалтот подеднакво се мешаат. Течниот асфалт рамномерно ја премачкува и навлажнува површината на гранулите за да формира слој од асфалтен сврзувачки слој, а сите материјали се врзуваат еден за друг за да формираат хомогена пластична размаска. Погоден за обликување;
Во внатрешниот простор на јаглеродниот материјал продираат 3 делови од камениот камен од јаглен, што дополнително ја зголемува густината и кохезивноста на пастата.
Калапи: Калапот на јаглероден материјал се однесува на процесот на пластично деформирање на замесената јаглеродна паста под надворешната сила што ја применува опремата за обликување за конечно да се формира зелено тело (или суров производ) со одредена форма, големина, густина и сила. процес.
Видови калапи, опрема и произведени производи:
Метод на калапи
Заедничка опрема
главни производи
Калапи
Вертикална хидраулична преса
Електричен јаглерод, графит со фина структура со низок степен
Стиснете
Хоризонтален хидрауличен екструдер
Екструдер за завртки
Графитна електрода, квадратна електрода
Калапи со вибрации
Машина за обликување со вибрации
Алуминиумска јаглеродна тула, јаглеродна тула од висока печка
Изостатско пресување
Изостатска машина за обликување
Изотропен графит, анизотропен графит
Операција на стискање
1 ладен материјал: материјал за ладење диск, материјал за ладење на цилиндрите, мешање и месење материјали за ладење итн.
Испуштајте ги испарливите материи, намалете ги на соодветна температура (90-120 ° C) за да се зголеми адхезијата, така што блокадата на пастата е униформа 20-30 мин.
2 Вчитување: притиснете ја преградата за подигнување —– 2-3 пати за сечење—-4-10 MPa набивање
3 предпритисок: притисок 20-25 MPa, време 3-5 мин, додека се вакуумира
4 истиснување: притиснете ја преградата - 5-15 MPa истиснување - исечете - во мијалникот за ладење
Технички параметри на истиснување: однос на компресија, температура на комората за печат и млазницата, температура на ладење, време на притисок пред оптоварување, притисок на истиснување, брзина на истиснување, температура на водата за ладење
Инспекција на зеленото тело: волуменска густина, прислушување на изгледот, анализа
Калцинација: Тоа е процес во кој зеленото тело на јаглеродниот производ се полни во специјално дизајнирана печка за греење под заштита на полнењето за да се изврши термичка обработка на висока температура за да се карбонизира теренот на јаглен во зеленото тело. Битуменскиот кокс формиран по карбонизацијата на битуменот од јаглен ги зацврстува јаглеродниот агрегат и честичките во прав заедно, а калцинираниот јаглероден производ има висока механичка сила, ниска електрична отпорност, добра термичка стабилност и хемиска стабилност. .
Калцинацијата е еден од главните процеси во производството на јаглеродни производи, а исто така е важен дел од трите главни процеси на термичка обработка на производството на графитни електроди. Циклусот на производство на калцинација е долг (22-30 дена за печење, 5-20 дена за печки за 2 печење) и поголема потрошувачка на енергија. Квалитетот на зеленото печење има влијание врз квалитетот на готовиот производ и трошоците за производство.
Зелениот јаглен во зеленото тело се коксира за време на процесот на печење, а околу 10% од испарливите материи се испуштаат, а волуменот се произведува со 2-3% собирање, а загубата на маса е 8-10%. Физичките и хемиските својства на јаглеродната палка исто така значително се променија. Порозноста се намали од 1,70 g/cm3 на 1,60 g/cm3, а отпорноста се намали од 10000 μΩ·m на 40-50 μΩ·m поради зголемувањето на порозноста. Механичката сила на калцинираната палка беше исто така голема. За подобрување.
Секундарното печење е процес во кој калцинираниот производ се потопува и потоа се калцинира за да се карбонизира теренот потопен во порите на калцинираниот производ. Електродите за кои е потребна поголема волуменска густина (сите сорти освен RP) и ќорци за спојници се бара да се печеат на 2 пати, а спојните празни места исто така се подложени на три-натопи четири-пече или две-натопи три-пече.
Тип на главна печка за печење:
Континуирана работа - прстенеста печка (со капак, без капак), тунелска печка
Наизменична работа--ревертна печка, печење под под, печење со кутии
Крива на калцинација и максимална температура:
Еднократно печење--320, 360, 422, 480 часа, 1250 °C
Секундарно печење--125, 240, 280 часа, 700-800 °C
Инспекција на печени производи: прислушување на изгледот, електрична отпорност, волуменска густина, цврстина на притисок, анализа на внатрешната структура
Импрегнацијата е процес во кој јаглеродниот материјал се става во сад под притисок и теренот за течна импрегнација се потопува во порите на електродата на производот под одредени услови на температура и притисок. Целта е да се намали порозноста на производот, да се зголеми густината и механичката сила на производот и да се подобри електричната и топлинската спроводливост на производот.
Процесот на импрегнација и сродните технички параметри се: печење палка – чистење на површината – претходно загревање (260-380 °C, 6-10 часа) – полнење на резервоарот за импрегнација – вакуумирање (8-9KPa, 40-50min) – Вбризгување битумен (180 -200 °C) – Под притисок (1,2-1,5 MPa, 3-4 часа) – Враќање на асфалт – Ладење (внатре или надвор од резервоарот)
Инспекција на импрегнирани производи: стапка на зголемување на тежината при импрегнација G=(W2-W1)/W1×100%
Стапка на зголемување на телесната тежина со едно намалување ≥14%
Стапка на зголемување на тежината на секундарниот импрегниран производ ≥ 9%
Стапка на зголемување на телесната тежина од три производи за натопување ≥ 5%
Графитизацијата се однесува на процес на термичка обработка на висока температура во кој јаглеродниот производ се загрева на температура од 2300 ° C или повеќе во заштитна средина во електрична печка со висока температура за да се претвори аморфната слоевита структура на јаглерод во тридимензионална подредена графитна кристална структура.
Целта и ефектот на графитизацијата:
1 ја подобрува спроводливоста и топлинската спроводливост на јаглеродниот материјал (отпорноста е намалена за 4-5 пати, а топлинската спроводливост се зголемува за околу 10 пати);
2 ја подобрува отпорноста на термички шок и хемиската стабилност на јаглеродниот материјал (коефициентот на линеарна експанзија намален за 50-80%);
3 да се направи јаглеродниот материјал подмачкување и отпорност на триење;
4 Издувните нечистотии, ја подобруваат чистотата на јаглеродниот материјал (содржината на пепел во производот е намалена од 0,5-0,8% на околу 0,3%).
Реализација на процесот на графитизација:
Графитизацијата на јаглеродниот материјал се врши на висока температура од 2300-3000 °C, така што може да се реализира само со електрично загревање во индустријата, односно струјата директно поминува низ загреаниот калциниран производ, а калцинираниот производ се полни во печката се генерира од електрична струја на висока температура. Проводникот повторно е предмет кој се загрева на висока температура.
Печките кои моментално се широко користени вклучуваат печки за графитизација на Ачесон и печки за внатрешна топлинска каскада (LWG). Првиот има голем излез, голема температурна разлика и голема потрошувачка на енергија. Вториот има кратко време на загревање, мала потрошувачка на енергија, униформа електрична отпорност и не е погодна за монтирање.
Контролата на процесот на графитизација се контролира со мерење на кривата на електричната моќност која е погодна за состојбата на пораст на температурата. Времето за напојување е 50-80 часа за Acheson печката и 9-15 часа за LWG печката.
Потрошувачката на енергија на графитизацијата е многу голема, генерално 3200-4800 KWh, а цената на процесот изнесува околу 20-35% од вкупните трошоци за производство.
Инспекција на графитизирани производи: прислушување на изгледот, тест на отпорност
Обработка: Целта на механичката обработка на материјалите од јаглерод графит е да се постигне потребната големина, форма, прецизност итн. со сечење за да се направат телото на електродата и зглобовите во согласност со барањата за употреба.
Обработката на графитните електроди е поделена на два независни процеси на обработка: тело и спој на електродата.
Обработката на телото вклучува три чекори на досадно и грубо рамно крајно лице, надворешен круг и рамно крајно лице и конец за глодање. Обработката на конусниот спој може да се подели на 6 процеси: сечење, рамно крајно лице, лице конусно за автомобил, конец за глодање, завртка за дупчење и процеп.
Поврзување на спојниците на електродата: конусна спојка (три токи и една брава), цилиндрична спојка, спојна врска (машка и женска врска)
Контрола на прецизноста на обработката: отстапување на конусот на конецот, чекор на конецот, отстапување на зглобот (дупка) со голем дијаметар, коаксијалност на дупката на зглобот, вертикалност на дупката на спојницата, плошност на лицето на крајот на електродата, отстапување од четири точки на спојницата. Проверете со специјални прстенести мерачи и мерачи на плочи.
Инспекција на готови електроди: точност, тежина, должина, дијаметар, волуменска густина, отпорност, толеранција пред склопување итн.
Време на објавување: 31-10-2019