Сырье и процесс производства графитового электрода.
Графитовый электрод представляет собой устойчивый к высоким температурам графитовый проводящий материал, получаемый путем смешивания нефти, игольчатого кокса в качестве заполнителя и угольного битума в качестве связующего, которые производятся посредством ряда процессов, таких как замешивание, формование, обжиг, пропитка, графитация и механическая обработка. материал.
Графитовый электрод является важным высокотемпературным проводящим материалом для электросталеплавильного производства. Графитовый электрод используется для подачи электрической энергии в электрическую печь, а высокая температура, создаваемая дугой между концом электрода и шихтой, используется в качестве источника тепла для плавления шихты при выплавке стали. В других рудных печах, плавящих такие материалы, как желтый фосфор, технический кремний и абразивы, в качестве проводящих материалов также используются графитовые электроды. Отличные и особые физические и химические свойства графитовых электродов широко используются и в других отраслях промышленности.
Сырьем для производства графитовых электродов служат нефтяной кокс, игольчатый кокс и каменноугольный пек.
Нефтяной кокс — горючий твердый продукт, получаемый путем коксования остатков каменного угля и нефтяного пека. Цвет черный и пористый, основной элемент — углерод, зольность очень низкая, обычно ниже 0,5%. Нефтяной кокс относится к классу легкографитируемых углей. Нефтяной кокс имеет широкий спектр применения в химической и металлургической промышленности. Это основное сырье для производства изделий из искусственного графита и углеродных изделий для электролитического алюминия.
В зависимости от температуры термообработки нефтяной кокс можно разделить на два типа: сырой кокс и прокаленный кокс. Бывший нефтяной кокс, полученный замедленным коксованием, содержит большое количество летучих веществ, а механическая прочность низкая. Прокаленный кокс получают прокаливанием сырого кокса. Большинство нефтеперерабатывающих заводов в Китае производят только кокс, а операции по обжигу в основном проводятся на углеродных заводах.
Нефтяной кокс можно разделить на высокосернистый кокс (содержащий более 1,5% серы), среднесернистый кокс (содержащий 0,5–1,5% серы) и низкосернистый кокс (содержащий менее 0,5% серы). Производство графитовых электродов и других изделий из искусственного графита обычно производится с использованием кокса с низким содержанием серы.
Игольчатый кокс – это разновидность высококачественного кокса с явной волокнистой текстурой, очень низким коэффициентом теплового расширения и легкой графитацией. Когда кокс раздроблен, его можно разделить на тонкие полоски в зависимости от текстуры (соотношение сторон обычно превышает 1,75). Анизотропную волокнистую структуру можно наблюдать под поляризационным микроскопом, поэтому ее называют игольчатым коксом.
Анизотропия физико-механических свойств игольчатого кокса весьма очевидна. Он имеет хорошую электро- и теплопроводность, параллельную направлению длинной оси частицы, а коэффициент теплового расширения низкий. При экструзионном формовании длинная ось большинства частиц расположена в направлении экструзии. Поэтому игольчатый кокс является ключевым сырьем для изготовления графитовых электродов большой или сверхмощной мощности. Произведенный графитовый электрод имеет низкое удельное сопротивление, небольшой коэффициент теплового расширения и хорошую стойкость к термическому удару.
Игольчатый кокс подразделяется на нефтяной игольчатый кокс, получаемый из нефтяных остатков, и угольный игольчатый кокс, получаемый из рафинированного каменноугольного пека.
Каменноугольная смола является одним из основных продуктов глубокой переработки каменноугольной смолы. Это смесь различных углеводородов, черных при высокой температуре, полутвердых или твердых при высокой температуре, без фиксированной температуры плавления, размягчающихся после нагревания, а затем плавящихся, с плотностью 1,25-1,35 г/см3. По температуре размягчения его делят на низкотемпературный, среднетемпературный и высокотемпературный асфальт. Выход среднетемпературного асфальта составляет 54-56% каменноугольной смолы. Состав каменноугольной смолы чрезвычайно сложен, что связано со свойствами каменноугольной смолы и содержанием гетероатомов, а также зависит от технологической системы коксования и условий переработки каменноугольной смолы. Существует множество показателей для характеристики каменноугольного пека, таких как температура размягчения битума, нерастворимость в толуоле (TI), нерастворимость в хинолине (QI), степень коксования и реология каменноугольного пека.
Каменноугольная смола используется в качестве связующего и пропитки в углеродной промышленности, и ее характеристики оказывают большое влияние на производственный процесс и качество углеродной продукции. В качестве связующего асфальта обычно используется среднетемпературный или среднетемпературный модифицированный асфальт, имеющий умеренную температуру размягчения, высокую степень коксования и смолу с высоким содержанием β. Пропиточным агентом является среднетемпературный асфальт, имеющий низкую температуру размягчения, низкий QI и хорошие реологические свойства.
Время публикации: 23 сентября 2019 г.