Surovina in postopek izdelave grafitne elektrode
Grafitna elektroda je visokotemperaturno odporen grafitni prevodni material, proizveden z gnetenjem nafte, igelnega koksa kot agregata in premogovega bitumna kot veziva, ki se proizvajajo z nizom postopkov, kot so gnetenje, oblikovanje, praženje, impregnacija, grafitizacija in mehanska obdelava. material.
Grafitna elektroda je pomemben visokotemperaturni prevodni material za proizvodnjo električnega jekla. Grafitna elektroda se uporablja za vnos električne energije v električno peč, visoka temperatura, ki jo ustvari oblok med koncem elektrode in nabojem, pa se uporablja kot vir toplote za taljenje naboja za izdelavo jekla. Druge rudne peči, ki talijo materiale, kot so rumeni fosfor, industrijski silicij in abrazivi, prav tako uporabljajo grafitne elektrode kot prevodne materiale. Odlične in posebne fizikalne in kemijske lastnosti grafitnih elektrod se pogosto uporabljajo tudi v drugih industrijskih sektorjih.
Surovine za proizvodnjo grafitnih elektrod so naftni koks, iglasti koks in katranska smola.
Naftni koks je vnetljiv trden produkt, pridobljen s koksanjem ostankov premoga in naftne smole. Barva je črna in porozna, glavni element je ogljik, vsebnost pepela pa je zelo nizka, običajno pod 0,5 %. Petrolkoks spada v razred lahko grafitiziranega ogljika. Naftni koks ima širok spekter uporabe v kemični in metalurški industriji. Je glavna surovina za proizvodnjo izdelkov iz umetnega grafita in izdelkov iz ogljika za elektrolitski aluminij.
Naftni koks lahko glede na temperaturo toplotne obdelave razdelimo na dve vrsti: surovi koks in kalcinirani koks. Nekdanji naftni koks, pridobljen z zapoznelim koksanjem, vsebuje veliko količino hlapnih snovi, mehanska trdnost pa je nizka. Žgani koks se pridobiva z žganjem surovega koksa. Večina rafinerij na Kitajskem proizvaja samo koks, postopki kalcinacije pa se večinoma izvajajo v obratih za ogljik.
Naftni koks lahko razdelimo na koks z visoko vsebnostjo žvepla (ki vsebuje več kot 1,5 % žvepla), koks s srednjo vsebnostjo žvepla (ki vsebuje 0,5 %-1,5 % žvepla) in koks z nizko vsebnostjo žvepla (ki vsebuje manj kot 0,5 % žvepla). Proizvodnja grafitnih elektrod in drugih izdelkov iz umetnega grafita se na splošno proizvaja z uporabo koksa z nizko vsebnostjo žvepla.
Igelni koks je vrsta visokokakovostnega koksa z očitno vlaknato teksturo, zelo nizkim koeficientom toplotnega raztezanja in enostavno grafitizacijo. Ko je koks razlomljen, ga je mogoče razdeliti na tanke trakove glede na teksturo (razmerje stranic je običajno nad 1,75). Pod polarizacijskim mikroskopom je mogoče opazovati anizotropno vlaknasto strukturo, zato jo imenujemo igelni koks.
Anizotropija fizikalno-mehanskih lastnosti igelnega koksa je zelo očitna. Ima dobro električno in toplotno prevodnost vzporedno s smerjo dolge osi delca, koeficient toplotnega raztezanja pa je nizek. Pri iztiskanju je dolga os večine delcev razporejena v smeri iztiskanja. Zato je igličasti koks ključna surovina za izdelavo visokozmogljivih ali ultrazmogljivih grafitnih elektrod. Proizvedena grafitna elektroda ima nizko upornost, majhen koeficient toplotnega raztezanja in dobro odpornost na toplotni udar.
Iglasti koks se deli na iglasti koks na osnovi nafte, proizveden iz naftnih ostankov, in iglasti koks na osnovi premoga, proizveden iz surovin rafinirane smole.
Premogov katran je eden glavnih produktov globoke predelave premogovega katrana. Je mešanica različnih ogljikovodikov, črna pri visoki temperaturi, poltrdna ali trdna pri visoki temperaturi, brez fiksnega tališča, po segrevanju se zmehča in nato stopi, z gostoto 1,25-1,35 g/cm3. Glede na zmehčišče ga delimo na nizkotemperaturni, srednjetemperaturni in visokotemperaturni asfalt. Srednjetemperaturni izkoristek asfalta je 54-56% premogovega katrana. Sestava premogovega katrana je izjemno zapletena, kar je povezano z lastnostmi premogovega katrana in vsebnostjo heteroatomov, nanjo pa vplivajo tudi procesni sistem koksanja in pogoji predelave premogovega katrana. Obstaja veliko indikatorjev za karakterizacijo katranske smole, kot so zmehčišče bitumna, netopne snovi v toluenu (TI), netopne snovi v kinolinu (QI), vrednosti koksiranja in reologija smole.
Premogov katran se uporablja kot vezivo in impregnant v industriji ogljika, njegova učinkovitost pa ima velik vpliv na proizvodni proces in kakovost izdelkov iz ogljika. Vezivni asfalt na splošno uporablja srednjetemperaturni ali srednjetemperaturni modificirani asfalt z zmerno točko zmehčanja, visoko vrednostjo koksiranja in visoko vsebnostjo β smole. Impregnacijsko sredstvo je srednjetemperaturni asfalt z nizkim zmehčiščem, nizkim QI in dobrimi reološkimi lastnostmi.
Čas objave: 23. september 2019