กระบวนการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์

วัตถุดิบและกระบวนการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์

อิเล็กโทรดกราไฟท์เป็นวัสดุนำไฟฟ้ากราไฟท์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูงที่ผลิตโดยการนวดปิโตรเลียม เข็มโค้กเป็นมวลรวม และน้ำมันดินถ่านหินเป็นสารยึดเกาะ ซึ่งผลิตผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การนวด การปั้น การคั่ว การชุบ การทำกราไฟท์ และการประมวลผลทางกล วัสดุ.

อิเล็กโทรดกราไฟท์เป็นวัสดุนำไฟฟ้าอุณหภูมิสูงที่สำคัญสำหรับการผลิตเหล็กด้วยไฟฟ้า อิเล็กโทรดกราไฟท์ใช้เพื่อป้อนพลังงานไฟฟ้าไปยังเตาไฟฟ้า และอุณหภูมิสูงที่เกิดจากส่วนโค้งระหว่างปลายอิเล็กโทรดและประจุจะใช้เป็นแหล่งความร้อนเพื่อละลายประจุสำหรับการผลิตเหล็ก เตาแร่อื่นๆ ที่ใช้ถลุงวัสดุ เช่น ฟอสฟอรัสเหลือง ซิลิคอนอุตสาหกรรม และสารกัดกร่อน ก็ใช้ขั้วไฟฟ้ากราไฟท์เป็นวัสดุนำไฟฟ้าเช่นกัน คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดีเยี่ยมและพิเศษของอิเล็กโทรดกราไฟท์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกด้วย

วัตถุดิบสำหรับการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ได้แก่ โค้กปิโตรเลียม โค้กเข็ม และพิตช์น้ำมันถ่านหิน

ปิโตรเลียมโค้กเป็นผลิตภัณฑ์ของแข็งไวไฟที่ได้จากกากถ่านหินโค้กและพิตช์ปิโตรเลียม สีดำและมีรูพรุน องค์ประกอบหลักคือคาร์บอน และมีปริมาณเถ้าต่ำมาก โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 0.5% โค้กปิโตรเลียมอยู่ในกลุ่มคาร์บอนกราไฟต์ที่ง่ายดาย โค้กปิโตรเลียมมีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมเคมีและโลหะวิทยา เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตผลิตภัณฑ์กราไฟท์เทียมและผลิตภัณฑ์คาร์บอนสำหรับอลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์

โค้กปิโตรเลียมสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: โค้กดิบและโค้กเผาตามอุณหภูมิการรักษาความร้อน โค้กปิโตรเลียมในอดีตที่ได้จากถ่านโค้กล่าช้ามีสารระเหยจำนวนมากและมีความแข็งแรงเชิงกลต่ำ โค้กที่เผาได้มาจากการเผาโค้กดิบ โรงกลั่นส่วนใหญ่ในจีนผลิตเฉพาะโค้ก และการเผาส่วนใหญ่ดำเนินการในโรงงานคาร์บอน

โค้กปิโตรเลียมสามารถแบ่งออกเป็นโค้กกำมะถันสูง (มีกำมะถันมากกว่า 1.5%) โค้กกำมะถันปานกลาง (ประกอบด้วยกำมะถัน 0.5% -1.5%) และโค้กกำมะถันต่ำ (มีกำมะถันน้อยกว่า 0.5%) การผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์และผลิตภัณฑ์กราไฟท์เทียมอื่นๆ โดยทั่วไปผลิตโดยใช้โค้กกำมะถันต่ำ

นีดเดิ้ลโค้กเป็นโค้กคุณภาพสูงชนิดหนึ่งที่มีเนื้อสัมผัสเป็นเส้นชัดเจน มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก และทำให้เกิดกราฟได้ง่าย เมื่อโค้กแตกก็สามารถแยกออกเป็นแถบเรียวยาวตามเนื้อสัมผัสได้ (โดยทั่วไปอัตราส่วนกว้างยาวจะสูงกว่า 1.75) โครงสร้างเส้นใยแอนไอโซทรอปิกสามารถสังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ และด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าโค้กเข็ม

แอนไอโซโทรปีของคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของโค้กเข็มนั้นชัดเจนมาก มีค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดีขนานกับทิศทางแกนยาวของอนุภาค และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ เมื่อขึ้นรูปด้วยการอัดขึ้นรูป แกนยาวของอนุภาคส่วนใหญ่จะถูกจัดเรียงในทิศทางการอัดขึ้นรูป ดังนั้นนีดเดิ้ลโค้กจึงเป็นวัตถุดิบสำคัญสำหรับการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์กำลังสูงหรือกำลังสูงพิเศษ อิเล็กโทรดกราไฟท์ที่ผลิตขึ้นมีความต้านทานต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ และความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว

โค้กเข็มแบ่งออกเป็นโค้กที่ใช้น้ำมันซึ่งผลิตจากกากปิโตรเลียมและโค้กที่ใช้ถ่านหินซึ่งผลิตจากวัตถุดิบพิทช์ถ่านหินกลั่น

น้ำมันถ่านหินเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์หลักของการแปรรูปน้ำมันถ่านหินแบบลึก เป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด สีดำที่อุณหภูมิสูง กึ่งแข็งหรือของแข็งที่อุณหภูมิสูง ไม่มีจุดหลอมเหลวคงที่ ทำให้อ่อนตัวลงหลังการให้ความร้อน แล้วจึงละลาย โดยมีความหนาแน่น 1.25-1.35 g/cm3 ตามจุดอ่อนตัวจะแบ่งออกเป็นยางมะตอยที่มีอุณหภูมิต่ำอุณหภูมิปานกลางและอุณหภูมิสูง ผลผลิตยางมะตอยอุณหภูมิปานกลางอยู่ที่ 54-56% ของน้ำมันถ่านหิน องค์ประกอบของน้ำมันถ่านหินมีความซับซ้อนมาก ซึ่งเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของน้ำมันถ่านหินและเนื้อหาของเฮเทอโรอะตอม และยังได้รับผลกระทบจากระบบกระบวนการถ่านโค้กและสภาวะการประมวลผลของน้ำมันถ่านหินด้วย มีตัวชี้วัดมากมายสำหรับการกำหนดลักษณะของน้ำมันดินจากถ่านหิน เช่น จุดอ่อนตัวของบิทูเมน โทลูอีนที่ไม่ละลายน้ำ (TI) สารควิโนลีนที่ไม่ละลายน้ำ (QI) ค่าถ่านโค้ก และรีโอโลยีของพิตช์ถ่านหิน

น้ำมันถ่านหินถูกใช้เป็นสารยึดเกาะและสารทำให้อิ่มตัวในอุตสาหกรรมคาร์บอน และประสิทธิภาพของน้ำมันดังกล่าวมีผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการผลิตและคุณภาพผลิตภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์คาร์บอน โดยทั่วไป แอสฟัลต์สารยึดเกาะจะใช้แอสฟัลต์ดัดแปลงที่อุณหภูมิปานกลางหรืออุณหภูมิปานกลางซึ่งมีจุดอ่อนตัวปานกลาง ค่าโค้กสูง และมีเรซิน β สูง สารทำให้ชุ่มเป็นแอสฟัลต์อุณหภูมิปานกลางซึ่งมีจุดอ่อนตัวต่ำ, QI ต่ำ และคุณสมบัติทางรีโอโลยีที่ดี