Proċess ta 'produzzjoni ta' elettrodu tal-grafita

L-elettrodu tal-grafita huwa materjal konduttiv tal-grafita reżistenti għal temperatura għolja prodott mill-għaġna taż-żejt, kokk tal-labra bħala aggregat u bitum tal-faħam bħala binder, li huma prodotti permezz ta 'serje ta' proċessi bħal għaġna, iffurmar, inkaljar, impregnazzjoni, grafitizzazzjoni u proċessar mekkaniku. materjal.

L-elettrodu tal-grafita huwa materjal konduttiv importanti f'temperatura għolja għall-produzzjoni tal-azzar elettriku. L-elettrodu tal-grafita jintuża biex jiddaħħal enerġija elettrika fil-forn elettriku, u t-temperatura għolja ġġenerata mill-ark bejn it-tarf tal-elettrodu u ċ-ċarġ tintuża bħala sors ta 'sħana biex jiddewweb il-ħlas għall-produzzjoni tal-azzar. Fran oħra tal-minerali li jdubu materjali bħal fosfru isfar, silikon industrijali, u abrażivi wkoll jużaw elettrodi tal-grafita bħala materjali konduttivi. Il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi eċċellenti u speċjali ta 'elettrodi tal-grafita jintużaw ħafna wkoll f'setturi industrijali oħra.
Il-materja prima għall-produzzjoni ta 'elettrodi tal-grafita huma kokk tal-pitrolju, kokk tal-labra u żift tal-qatran tal-faħam.

Il-kokk tal-pitrolju huwa prodott solidu li jaqbad miksub mir-residwu tal-faħam tal-kokk u ż-żift taż-żejt. Il-kulur huwa iswed u poruż, l-element ewlieni huwa karbonju, u l-kontenut ta 'rmied huwa baxx ħafna, ġeneralment taħt 0.5%. Il-kokk tal-pitrolju jappartjeni għall-klassi tal-karbonju faċilment grafitizzat. Il-kokk taż-żejt għandu firxa wiesgħa ta 'użi fl-industriji kimiċi u metallurġiċi. Hija l-materja prima ewlenija għall-produzzjoni ta 'prodotti tal-grafita artifiċjali u prodotti tal-karbonju għall-aluminju elettrolitiku.

Il-kokk taż-żejt jista 'jinqasam f'żewġ tipi: kokk mhux maħdum u kokk kalċinat skont it-temperatura tat-trattament bis-sħana. Il-kokk tal-petroleum preċedenti miksub permezz ta 'kokk ittardjat fih ammont kbir ta' volatili, u s-saħħa mekkanika hija baxxa. Il-kokk kalċinat jinkiseb bil-kalċinazzjoni tal-kokk mhux maħdum. Il-biċċa l-kbira tar-raffineriji fiċ-Ċina jipproduċu biss kokk, u l-operazzjonijiet ta 'kalċinazzjoni jitwettqu l-aktar f'impjanti tal-karbonju.

Kokk tal-pitrolju jista 'jinqasam f'kokk ta' kubrit għoli (li fih aktar minn 1.5% kubrit), kokk medju ta 'kubrit (li fih 0.5% -1.5% kubrit), u kokk ta' kubrit baxx (li fih inqas minn 0.5% kubrit). Il-produzzjoni ta 'elettrodi tal-grafita u prodotti oħra tal-grafita artifiċjali hija ġeneralment prodotta bl-użu ta' kokk baxx ta 'kubrit.

Kokk tal-labra huwa tip ta 'kokk ta' kwalità għolja b'tessut fibruż ovvju, koeffiċjent ta 'espansjoni termali baxx ħafna u grafitizzazzjoni faċli. Meta l-kokk jitkisser, jista 'jinqasam fi strixxi Slender skont in-nisġa (il-proporzjon tal-aspett huwa ġeneralment 'il fuq minn 1.75). Struttura fibruża anisotropika tista 'tiġi osservata taħt mikroskopju polarizzanti, u għalhekk tissejjaħ kokk tal-labra.

L-anisotropija tal-proprjetajiet fiżiko-mekkaniċi tal-kokk tal-labra hija ovvja ħafna. Għandha konduttività elettrika u termali tajba parallela mad-direzzjoni tal-assi twila tal-partiċelli, u l-koeffiċjent ta 'espansjoni termali huwa baxx. Meta l-iffurmar tal-estrużjoni, l-assi twil tal-biċċa l-kbira tal-partiċelli huwa rranġat fid-direzzjoni tal-estrużjoni. Għalhekk, il-kokk tal-labra huwa l-materja prima ewlenija għall-manifattura ta 'elettrodi tal-grafita ta' qawwa għolja jew ultra-għoli. L-elettrodu tal-grafita prodott għandu reżistenza baxxa, koeffiċjent ta 'espansjoni termali żgħira u reżistenza tajba għal xokk termali.

Kokk tal-labra huwa maqsum f'kokk tal-labra bbażat fuq iż-żejt prodott minn residwu tal-pitrolju u kokk tal-labra bbażat fuq il-faħam prodott minn materja prima ta 'żift tal-faħam raffinat.

Il-qatran tal-faħam huwa wieħed mill-prodotti ewlenin tal-ipproċessar fil-fond tal-qatran tal-faħam. Hija taħlita ta 'diversi idrokarburi, iswed f'temperatura għolja, semi-solidu jew solidu f'temperatura għolja, l-ebda punt tat-tidwib fiss, imrattab wara t-tisħin, u mbagħad imdewweb, b'densità ta' 1.25-1.35 g/cm3. Skont il-punt ta 'trattib tiegħu, huwa maqsum f'temperatura baxxa, temperatura medja u asfalt ta' temperatura għolja. Ir-rendiment tal-asfalt f'temperatura medja hija 54-56% tal-qatran tal-faħam. Il-kompożizzjoni tal-qatran tal-faħam hija estremament ikkumplikata, li hija relatata mal-proprjetajiet tal-qatran tal-faħam u l-kontenut tal-eteroatomi, u hija affettwata wkoll mis-sistema tal-proċess tal-kokk u l-kundizzjonijiet tal-ipproċessar tal-qatran tal-faħam. Hemm ħafna indikaturi għall-karatterizzazzjoni taż-żift tal-qatran tal-faħam, bħall-punt ta 'trattib tal-bitum, insolubbli tat-toluene (TI), insolubbli tal-quinoline (QI), valuri tal-kokk, u reoloġija taż-żift tal-faħam.

Il-qatran tal-faħam jintuża bħala binder u impregnant fl-industrija tal-karbonju, u l-prestazzjoni tiegħu għandha impatt kbir fuq il-proċess ta 'produzzjoni u l-kwalità tal-prodott tal-prodotti tal-karbonju. L-asfalt li jgħaqqad ġeneralment juża asfalt modifikat b'temperatura medja jew f'temperatura medja li għandu punt ta 'trattib moderat, valur għoli għall-kokk, u reżina β għolja. L-aġent impregnating huwa asfalt ta 'temperatura medja li għandu punt ta' trattib baxx, QI baxx, u proprjetajiet reoloġiċi tajbin.

L-istampa li ġejja turi l-proċess ta 'produzzjoni ta' elettrodu tal-grafita fl-intrapriża tal-karbonju.
Kalċinazzjoni: Il-materja prima karbonuża hija ttrattata bis-sħana f'temperatura għolja biex tarmi l-umdità u l-materja volatili li tinsab fiha, u l-proċess ta 'produzzjoni li jikkorrispondi għat-titjib tal-prestazzjoni tat-tisjir oriġinali jissejjaħ kalċinazzjoni. Ġeneralment, il-materja prima tal-karbonju hija kkalċinata bl-użu tal-gass u l-volatili tagħha stess bħala sors tas-sħana, u t-temperatura massima hija 1250-1350 °C.

Il-kalċinazzjoni tagħmel bidliet profondi fl-istruttura u l-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-materja prima karbonuża, prinċipalment fit-titjib tad-densità, is-saħħa mekkanika u l-konduttività elettrika tal-kokk, it-titjib tal-istabbiltà kimika u r-reżistenza għall-ossidazzjoni tal-kokk, li jistabbilixxi sisien għall-proċess sussegwenti. .

It-tagħmir kalċinat jinkludi prinċipalment kalċinatur tat-tank, kalkara li jdur u kalċiner elettriku. L-indiċi tal-kontroll tal-kwalità tal-kalċinazzjoni hija li d-densità vera tal-kokk taż-żejt mhux inqas minn 2.07g/cm3, ir-reżistività mhix aktar minn 550μΩ.m, id-densità vera tal-kokk tal-labra mhix inqas minn 2.12g/cm3, u l- resistività mhix aktar minn 500μΩ.m.
Tgħaffiġ tal-materja prima u ingredjenti

Qabel il-lott, il-kokk tal-pitrolju kalċinat bl-ingrossa u l-kokk tal-labra għandhom jiġu mgħaffġa, mitħun u mgħarbel.

It-tgħaffiġ medju normalment jitwettaq permezz ta 'tagħmir tat-tgħaffiġ ta' madwar 50 mm permezz ta 'crusher tax-xedaq, crusher tal-martell, crusher tar-rombli u simili biex ikompli tfarrak il-materjal ta' daqs 0.5-20 mm meħtieġ għall-lott.

It-tħin huwa proċess ta 'tħin ta' materjal karboniku għal partiċella żgħira trab ta '0.15 mm jew inqas u daqs ta' partiċella ta '0.075 mm jew inqas permezz ta' mitħna roll roll tat-tip ta 'suspensjoni (mitħna Raymond), mitħna tal-ballun, jew simili. .

L-iskrinjar huwa proċess li fih firxa wiesgħa ta 'materjali wara tgħaffiġ hija maqsuma f'diversi firxiet ta' daqs ta 'partiċelli b'firxa dejqa ta' daqsijiet permezz ta 'serje ta' passaturi b'fetħiet uniformi. Il-produzzjoni tal-elettrodu kurrenti ġeneralment teħtieġ 4-5 gerbub u 1-2 gradi ta 'trab.

L-ingredjenti huma l-proċessi ta 'produzzjoni għall-kalkolu, l-użin u l-iffukar tad-diversi aggregati ta' aggregati u trabijiet u binders skont ir-rekwiżiti tal-formulazzjoni. L-adegwatezza xjentifika tal-formulazzjoni u l-istabbiltà tal-operazzjoni tal-lottijiet huma fost l-aktar fatturi importanti li jaffettwaw l-indiċi tal-kwalità u l-prestazzjoni tal-prodott.

Il-formula teħtieġ tiddetermina 5 aspetti:
1Agħżel it-tip ta 'materja prima;
2 jiddetermina l-proporzjon ta 'tipi differenti ta' materja prima;
3 tiddetermina l-kompożizzjoni tad-daqs tal-partiċelli tal-materja prima solida;
4 jiddetermina l-ammont ta 'binder;
5 Iddetermina t-tip u l-ammont ta 'addittivi.

Għaġna: Taħlit u kwantifikazzjoni ta 'granuli u trab tal-karbonju varji ta' daqs ta 'partiċelli b'ċertu ammont ta' binder f'ċerta temperatura, u għaġna tal-pejst tal-plastiċità fi proċess imsejjaħ għaġna.

Proċess ta 'għaġna: taħlit niexef (20-35 min) taħlit imxarrab (40-55 min)

Ir-rwol tal-għaġna:
1 Meta tħallat niexef, il-materja prima varji huma mħallta b'mod uniformi, u l-materjali solidi karboniċi ta 'daqsijiet ta' partiċelli differenti huma mħallta u mimlija b'mod uniformi biex itejbu l-kumpattezza tat-taħlita;
2 Wara li żżid iż-żift tal-qatran tal-faħam, il-materjal niexef u l-asfalt jitħalltu b'mod uniformi. L-asfalt likwidu jiksi u jixxarrab b'mod uniformi l-wiċċ tal-granuli biex jifforma saff ta 'saff ta' twaħħil tal-asfalt, u l-materjali kollha huma marbuta ma 'xulxin biex jiffurmaw smear tal-plastik omoġenju. Konduttiv għall-iffurmar;
3 partijiet taż-żift tal-qatran tal-faħam jippenetraw fl-ispazju ta 'ġewwa tal-materjal karboniku, u jżidu aktar id-densità u l-koeżjoni tal-pejst.

Moulding: L-iffurmar tal-materjal tal-karbonju jirreferi għall-proċess ta 'deformazzjoni plastika tal-pejst tal-karbonju magħġuna taħt il-forza esterna applikata mit-tagħmir tal-iffurmar biex finalment jiffurmaw korp aħdar (jew prodott mhux maħdum) li għandu ċertu forma, daqs, densità u saħħa. proċess.

Tipi ta' molding, tagħmir u prodotti prodotti:
Metodu tal-iffurmar
Tagħmir komuni
prodotti ewlenin
Molding
Pressa idrawlika vertikali
Karbonju elettriku, grafita ta 'struttura fina ta' grad baxx
Agħfas
Estrużur idrawliku orizzontali
Estrużur bil-kamin
Elettrodu tal-grafita, elettrodu kwadru
Molding tal-vibrazzjoni
Magna tal-iffurmar tal-vibrazzjoni
Briks tal-karbonju tal-aluminju, briks tal-karbonju tal-funderija
Pressjoni iżostatika
Magna tal-iffurmar iżostatika
Grafita iżotropika, grafita anisotropika

Agħfas l-operazzjoni
1 materjal frisk: materjal li jkessaħ id-diska, materjal li jkessaħ iċ-ċilindru, materjali li jkessħu taħlit u għaġna, eċċ.
Ħu l-volatili, naqqas għal temperatura xierqa (90-120 ° C) biex iżżid l-adeżjoni, sabiex l-imblukkar tal-pejst ikun uniformi għal 20-30 min
2 Tagħbija: agħfas lift baffle —– 2-3 darbiet qtugħ—-4-10MPa kompattazzjoni
3 pre-pressjoni: pressjoni 20-25MPa, ħin 3-5min, waqt vacuuming
4 estrużjoni: agħfas 'l isfel il-baffle —5-15MPa estrużjoni — maqtugħa — fis-sink li jkessaħ

Parametri tekniċi ta 'estrużjoni: proporzjon ta' kompressjoni, kamra ta 'l-istampa u temperatura taż-żennuna, temperatura tat-tkessiħ, ħin tal-pressjoni ta' preload, pressjoni ta 'estrużjoni, veloċità ta' estrużjoni, temperatura ta 'l-ilma li jkessaħ

Spezzjoni tal-ġisem aħdar: densità tal-massa, tapping tad-dehra, analiżi

Kalċinazzjoni: Huwa proċess li fih il-korp aħdar tal-prodott tal-karbonju jimtela f'forn tat-tisħin iddisinjat apposta taħt il-protezzjoni tal-mili biex iwettaq trattament tas-sħana b'temperatura għolja biex jikkarbonizza ż-żift tal-faħam fil-korp aħdar. Il-kokk tal-bitum iffurmat wara l-karbonizzazzjoni tal-bitum tal-faħam jissolidifika l-aggregat karboniku u l-partiċelli tat-trab flimkien, u l-prodott tal-karbonju kalċinat għandu saħħa mekkanika għolja, reżistenza elettrika baxxa, stabbiltà termali tajba u stabbiltà kimika. .

Il-kalċinazzjoni hija waħda mill-proċessi ewlenin fil-produzzjoni ta 'prodotti tal-karbonju, u hija wkoll parti importanti mit-tliet proċessi ewlenin ta' trattament tas-sħana tal-produzzjoni tal-elettrodu tal-grafita. Iċ-ċiklu tal-produzzjoni tal-kalċinazzjoni huwa twil (22-30 jum għall-ħami, 5-20 jum għall-fran għal 2 ħami), u Konsum ogħla ta 'enerġija. Il-kwalità tal-inkaljar aħdar għandha impatt fuq il-kwalità tal-prodott lest u l-ispiża tal-produzzjoni.

Iż-żift tal-faħam aħdar fil-ġisem aħdar huwa coked matul il-proċess ta 'inkaljar, u madwar 10% tal-materja volatili hija skarikata, u l-volum huwa prodott minn 2-3% jinxtorob, u t-telf tal-massa huwa 8-10%. Il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-billetta tal-karbonju nbidlu wkoll b'mod sinifikanti. Il-porożità naqset minn 1.70 g/cm3 għal 1.60 g/cm3 u r-reżistenza naqset minn 10000 μΩ·m għal 40-50 μΩ·m minħabba ż-żieda tal-porożità. Is-saħħa mekkanika tal-billetta kalċinata kienet kbira wkoll. Għal titjib.

Il-ħami sekondarju huwa proċess li fih il-prodott kalċinat jiġi mgħaddas u mbagħad kalċinat biex jikkarbonizza ż-żift mgħaddas fil-pori tal-prodott kalċinat. Elettrodi li jeħtieġu densità tal-massa ogħla (il-varjetajiet kollha ħlief RP) u blanks konġunti huma meħtieġa li jkunu bibaked, u l-blanks konġunti huma wkoll soġġetti għal three-dip four-bake jew two-dip three-bake.

Tip ta 'forn prinċipali ta' roaster:
Operazzjoni kontinwa--forn taċ-ċirku (b'għatu, mingħajr kopertura), forn tal-mina
Operazzjoni intermittenti--reverse forn, roaster taħt l-art, roaster tal-kaxxa

Kurva tal-kalċinazzjoni u temperatura massima:
Xiwi ta' darba—-320, 360, 422, 480 siegħa, 1250 °C
Xiwi sekondarju—-125, 240, 280 siegħa, 700-800 °C

Spezzjoni ta 'prodotti moħmija: tapping tad-dehra, reżistenza elettrika, densità tal-massa, saħħa kompressiva, analiżi tal-istruttura interna

L-impregnazzjoni hija proċess li fih materjal tal-karbonju jitqiegħed f'kontenitur tal-pressjoni u ż-żift tal-impregnant likwidu jiġi mgħaddas fil-pori tal-elettrodu tal-prodott taħt ċerti kundizzjonijiet ta 'temperatura u pressjoni. L-iskop huwa li titnaqqas il-porożità tal-prodott, tiżdied id-densità tal-massa u s-saħħa mekkanika tal-prodott, u tittejjeb il-konduttività elettrika u termali tal-prodott.

Il-proċess tal-mili u l-parametri tekniċi relatati huma: billetta tal-inkaljar – tindif tal-wiċċ – tisħin minn qabel (260-380 °C, 6-10 sigħat) – tagħbija tat-tank tal-impregnazzjoni – vacuuming (8-9KPa, 40-50min) – Injezzjoni ta’ bitum (180 -200 °C) – Pressurizzazzjoni (1.2-1.5 MPa, 3-4 sigħat) – Ritorn għall-asfalt – Tkessiħ (ġewwa jew barra t-tank)

Spezzjoni ta 'prodotti mimlijin: rata ta' żieda fil-piż tal-mili G=(W2-W1)/W1 × 100%
Rata waħda ta' żieda fil-piż ≥14%
Rata ta' żieda fil-piż tal-prodott mimli sekondarju ≥ 9%
Tliet prodotti ta' tgħaddis rata ta' żieda fil-piż ≥ 5%

Il-grafitizzazzjoni tirreferi għal proċess ta 'trattament tas-sħana b'temperatura għolja li fih prodott tal-karbonju jissaħħan sa temperatura ta' 2300 ° C jew aktar f'mezz protettiv f'forn elettriku b'temperatura għolja biex jikkonverti karbonju ta 'struttura b'saffi amorfu f'ordnat tridimensjonali. struttura tal-kristall tal-grafita.

L-iskop u l-effett tal-grafitizzazzjoni:
1 ittejjeb il-konduttività u l-konduttività termali tal-materjal tal-karbonju (ir-reżistività titnaqqas b'4-5 darbiet, u l-konduttività termali tiżdied b'madwar 10 darbiet);
2 ittejjeb ir-reżistenza tax-xokk termali u l-istabbiltà kimika tal-materjal tal-karbonju (koeffiċjent ta 'espansjoni lineari mnaqqas b'50-80%);
3 biex tagħmel il-materjal tal-karbonju lubriċità u reżistenza għall-brix;
4 L-impuritajiet tal-egżost, itejbu l-purità tal-materjal tal-karbonju (il-kontenut tal-irmied tal-prodott jitnaqqas minn 0.5-0.8% għal madwar 0.3%).

Ir-realizzazzjoni tal-proċess tal-grafitizzazzjoni:

Il-grafitizzazzjoni tal-materjal tal-karbonju titwettaq f'temperatura għolja ta '2300-3000 °C, għalhekk tista' tiġi realizzata biss permezz ta 'tisħin elettriku fl-industrija, jiġifieri, il-kurrent jgħaddi direttament mill-prodott kalċinat imsaħħan, u l-prodott kalċinat iċċarġjat fil-forn huwa ġġenerat mill-kurrent elettriku f'temperatura għolja. Il-konduttur huwa għal darb'oħra oġġett li jissaħħan għal temperatura għolja.

Fran li bħalissa jintużaw ħafna jinkludu fran tal-grafitizzazzjoni Acheson u fran tal-kaskata tas-sħana interna (LWG). L-ewwel għandu output kbir, differenza kbira fit-temperatura, u konsum għoli ta 'enerġija. Dan tal-aħħar għandu żmien qasir ta 'tisħin, konsum baxx ta' enerġija, resistività elettrika uniformi, u mhux adattat għat-twaħħil.

Il-kontroll tal-proċess ta 'grafitizzazzjoni huwa kkontrollat ​​billi titkejjel il-kurva tal-enerġija elettrika li hija adattata għall-kundizzjoni ta' żieda fit-temperatura. Il-ħin tal-provvista tal-enerġija huwa 50-80 siegħa għall-forn Acheson u 9-15-il siegħa għall-forn LWG.

Il-konsum tal-enerġija tal-grafitizzazzjoni huwa kbir ħafna, ġeneralment 3200-4800KWh, u l-ispiża tal-proċess tammonta għal madwar 20-35% tal-ispiża totali tal-produzzjoni.

Spezzjoni ta 'prodotti grafitizzati: tapping tad-dehra, test tar-reżistenza

Makkinar: L-għan tal-magni mekkaniċi ta 'materjali tal-grafita tal-karbonju huwa li jinkiseb id-daqs, il-forma, il-preċiżjoni, eċċ meħtieġa billi jaqtgħu biex jagħmlu l-korp tal-elettrodu u l-ġonot skont ir-rekwiżiti tal-użu.

L-ipproċessar tal-elettrodu tal-grafita huwa maqsum f'żewġ proċessi ta 'proċessar indipendenti: korp tal-elettrodu u konġunt.

L-ipproċessar tal-ġisem jinkludi tliet passi ta 'wiċċ tarf ċatt boring u mhux maħdum, ċirku ta' barra u wiċċ tarf ċatt u ħajt tat-tħin. L-ipproċessar tal-ġonta konika jista 'jinqasam f'6 proċessi: qtugħ, wiċċ tarf ċatt, wiċċ tal-koni tal-karozzi, ħajta tat-tħin, bolt tat-tħaffir U slotting.

Konnessjoni tal-ġonot tal-elettrodu: konnessjoni konġunta konika (tliet bokkli u bokkla waħda), konnessjoni konġunta ċilindrika, konnessjoni bump (konnessjoni maskili u femminili)

Kontroll tal-preċiżjoni tal-magni: devjazzjoni taper tal-ħajta, pitch tal-ħajta, devjazzjoni ta 'dijametru kbir tal-ġonta (toqba), koassjalità tat-toqba konġunta, vertikalità tat-toqba konġunta, flatness tal-wiċċ tat-tarf tal-elettrodu, devjazzjoni ta' erba 'punti konġunta. Iċċekkja ma 'ring gauges speċjali u gauges tal-pjanċa.

Spezzjoni ta 'elettrodi lesti: preċiżjoni, piż, tul, dijametru, densità tal-massa, resistività, tolleranza ta' qabel l-assemblaġġ, eċċ.