Surowiec i proces wytwarzania elektrody grafitowej
Elektroda grafitowa to odporny na wysokie temperatury materiał przewodzący grafit, wytwarzany przez ugniatanie ropy naftowej, koks igłowy jako kruszywo i bitum węglowy jako spoiwo, które są wytwarzane w szeregu procesów, takich jak ugniatanie, formowanie, prażenie, impregnacja, grafityzacja i obróbka mechaniczna. tworzywo.
Elektroda grafitowa jest ważnym materiałem przewodzącym wysokie temperatury w elektrycznym wytwarzaniu stali. Elektroda grafitowa służy do wprowadzania energii elektrycznej do pieca elektrycznego, a wysoka temperatura generowana przez łuk pomiędzy końcem elektrody a wsadem jest wykorzystywana jako źródło ciepła do topienia wsadu do produkcji stali. Inne piece do wytapiania rudy, w których wytapiane są takie materiały, jak żółty fosfor, krzem przemysłowy i materiały ścierne, również wykorzystują elektrody grafitowe jako materiały przewodzące. Doskonałe i specjalne właściwości fizyczne i chemiczne elektrod grafitowych są również szeroko stosowane w innych sektorach przemysłu.
Surowcami do produkcji elektrod grafitowych są koks naftowy, koks igłowy oraz pak węglowy.
Koks naftowy jest palnym produktem stałym otrzymywanym z pozostałości węgla koksującego i paku naftowego. Kolor jest czarny i porowaty, głównym pierwiastkiem jest węgiel, a zawartość popiołu jest bardzo niska, zwykle poniżej 0,5%. Koks naftowy należy do klasy węgla łatwo ulegającego grafityzacji. Koks naftowy ma szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym i metalurgicznym. Jest głównym surowcem do produkcji wyrobów ze sztucznego grafitu i wyrobów węglowych do aluminium elektrolitycznego.
Koks naftowy można podzielić na dwa rodzaje: koks surowy i koks kalcynowany, w zależności od temperatury obróbki cieplnej. Były koks naftowy otrzymywany w procesie opóźnionego koksowania zawiera dużą ilość substancji lotnych, a wytrzymałość mechaniczna jest niska. Koks kalcynowany otrzymywany jest poprzez kalcynację surowego koksu. Większość rafinerii w Chinach produkuje wyłącznie koks, a operacje kalcynacji przeprowadzane są głównie w zakładach węglowych.
Koks naftowy można podzielić na koks wysokosiarkowy (zawierający więcej niż 1,5% siarki), koks średniosiarkowy (zawierający 0,5%-1,5% siarki) i koks niskosiarkowy (zawierający mniej niż 0,5% siarki). Produkcja elektrod grafitowych i innych wyrobów ze sztucznego grafitu odbywa się zazwyczaj przy użyciu koksu o niskiej zawartości siarki.
Koks igłowy to gatunek wysokiej jakości koksu o wyraźnie włóknistej teksturze, bardzo niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej i łatwej grafityzacji. Gdy koks ulegnie rozdrobnieniu, można go podzielić na smukłe paski w zależności od tekstury (stosunek kształtu wynosi zazwyczaj powyżej 1,75). Pod mikroskopem polaryzacyjnym można zaobserwować anizotropową strukturę włóknistą i dlatego nazywa się ją koksem igłowym.
Anizotropia właściwości fizyko-mechanicznych koksu igłowego jest bardzo oczywista. Ma dobrą przewodność elektryczną i cieplną równolegle do kierunku długiej osi cząstki, a współczynnik rozszerzalności cieplnej jest niski. Podczas formowania przez wytłaczanie długa oś większości cząstek jest ułożona w kierunku wytłaczania. Dlatego koks igłowy jest kluczowym surowcem do produkcji elektrod grafitowych dużej lub bardzo dużej mocy. Wytworzona elektroda grafitowa ma niską rezystywność, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej i dobrą odporność na szok termiczny.
Koks igłowy dzielimy na koks igłowy na bazie oleju wytwarzany z pozostałości ropy naftowej oraz koks igłowy na bazie węgla, wytwarzany z surowców rafinowanych paku węglowego.
Smoła węglowa jest jednym z głównych produktów głębokiego przerobu smoły węglowej. Jest mieszaniną różnych węglowodorów, czarną w wysokiej temperaturze, półstałą lub stałą w wysokiej temperaturze, bez ustalonej temperatury topnienia, mięknącą po podgrzaniu, a następnie topioną, o gęstości 1,25-1,35 g/cm3. Ze względu na temperaturę mięknienia dzieli się go na asfalt niskotemperaturowy, średniotemperaturowy i wysokotemperaturowy. Wydajność asfaltu średniotemperaturowego wynosi 54-56% smoły węglowej. Skład smoły węglowej jest niezwykle skomplikowany, co jest związane z właściwościami smoły węglowej i zawartością heteroatomów, a także ma na nią wpływ system procesu koksowania i warunki przetwarzania smoły węglowej. Istnieje wiele wskaźników charakteryzujących pak węglowy, takich jak temperatura mięknienia bitumu, substancje nierozpuszczalne w toluenie (TI), substancje nierozpuszczalne w chinolinie (QI), wartości koksowania i reologia paku węglowego.
Smoła węglowa stosowana jest jako spoiwo i impregnat w przemyśle węglowym, a jej działanie ma ogromny wpływ na proces produkcji i jakość produktów węglowych. W asfalcie wiążącym na ogół stosuje się asfalt modyfikowany średniotemperaturowy lub średniotemperaturowy, mający umiarkowaną temperaturę mięknienia, wysoką wartość koksowania i wysoką żywicę β. Środek impregnujący jest asfaltem średniotemperaturowym o niskiej temperaturze mięknienia, niskim QI i dobrych właściwościach reologicznych.
Czas publikacji: 23 września 2019 r