Сировина та процес виготовлення графітового електрода
Графітовий електрод — це стійкий до високих температур графітовий провідний матеріал, виготовлений за допомогою нафтового змішування, голчастого коксу як заповнювача та вугільного бітуму як сполучного, які виробляються за допомогою серії процесів, таких як замішування, формування, випалювання, просочення, графітизація та механічна обробка. матеріал.
Графітовий електрод є важливим високотемпературним провідним матеріалом для виробництва електросталі. Графітовий електрод використовується для введення електричної енергії в електричну піч, а висока температура, що створюється дугою між кінцем електрода та шихтою, використовується як джерело тепла для плавлення шихти для виробництва сталі. Інші рудні печі, які виплавляють такі матеріали, як жовтий фосфор, промисловий кремній і абразиви, також використовують графітові електроди як провідні матеріали. Чудові та особливі фізико-хімічні властивості графітових електродів також широко використовуються в інших галузях промисловості.
Сировиною для виробництва графітових електродів є нафтовий кокс, голчастий кокс і кам'яновугільний пек.
Нафтовий кокс — легкозаймистий твердий продукт, який отримують коксуванням вугільних залишків і нафтового пеку. Колір чорний і пористий, основним елементом є вуглець, а вміст золи дуже низький, зазвичай нижче 0,5%. Нафтовий кокс відноситься до класу вуглецю, що легко графітується. Нафтовий кокс має широкий спектр застосування в хімічній і металургійній промисловості. Це основна сировина для виробництва виробів зі штучного графіту та вуглецевих виробів для електролітичного алюмінію.
За температурою термічної обробки нафтовий кокс можна розділити на два типи: кокс-сирець і кальцинований кокс. Колишній нафтовий кокс, отриманий уповільненим коксуванням, містить велику кількість летких речовин і має низьку механічну міцність. Кальцинований кокс отримують прожарюванням сирого коксу. Більшість нафтопереробних заводів у Китаї виробляють лише кокс, а операції кальцинації в основному проводяться на вуглецевих заводах.
Нафтовий кокс можна розділити на кокс з високим вмістом сірки (містить понад 1,5% сірки), кокс із середнім вмістом сірки (містить 0,5%-1,5% сірки) і кокс з низьким вмістом сірки (містить менше 0,5% сірки). Виробництво графітових електродів та інших виробів зі штучного графіту зазвичай здійснюється з використанням коксу з низьким вмістом сірки.
Голчастий кокс - це різновид високоякісного коксу з очевидною волокнистою структурою, дуже низьким коефіцієнтом теплового розширення та легкою графітизацією. Коли кокс розбитий, його можна розділити на тонкі смужки відповідно до текстури (співвідношення сторін, як правило, вище 1,75). Анізотропну волокнисту структуру можна спостерігати під поляризаційним мікроскопом, тому її називають голчастим коксом.
Анізотропія фізико-механічних властивостей голчастого коксу дуже очевидна. Він має хорошу електро- та теплопровідність паралельно напрямку довгої осі частинки, а також низький коефіцієнт теплового розширення. При екструзійному формуванні довга вісь більшості частинок розташована в напрямку екструзії. Тому голчастий кокс є основною сировиною для виготовлення потужних або надпотужних графітових електродів. Виготовлений графітовий електрод має низький питомий опір, малий коефіцієнт теплового розширення та гарну стійкість до теплового удару.
Голчастий кокс поділяється на голчастий кокс на основі нафти, виготовлений із нафтових залишків, і голчастий кокс на основі вугілля, виготовлений із очищеної сировини кам’яновугільного пеку.
Кам'яновугільна смола є одним з основних продуктів глибокої переробки кам'яновугільної смоли. Це суміш різних вуглеводнів, чорних при високій температурі, напівтвердих або твердих при високій температурі, без фіксованої точки плавлення, розм’якшених після нагрівання, а потім розплавлених, з щільністю 1,25-1,35 г/см3. За температурою розм'якшення він поділяється на низькотемпературний, середньотемпературний і високотемпературний асфальт. Вихід середньотемпературного асфальту становить 54-56% кам'яновугільної смоли. Склад кам’яновугільної смоли надзвичайно складний, що пов’язано з властивостями кам’яновугільної смоли та вмістом гетероатомів, а також залежить від системи процесу коксування та умов переробки кам’яновугільної смоли. Існує багато показників для характеристики кам’яновугільного пеку, таких як температура розм’якшення бітуму, нерозчинні речовини в толуолі (TI), нерозчинні речовини в хіноліні (QI), коксівність і реологія вугільного пеку.
Кам'яновугільна смола використовується як сполучна речовина та імпрегнант у вуглецевій промисловості, і її продуктивність має великий вплив на виробничий процес і якість продукту з вуглецевої продукції. В’яжучий асфальт зазвичай використовує середньотемпературний або середньотемпературний модифікований асфальт із помірною точкою розм’якшення, високою коксівністю та високим вмістом β смоли. Просочувач являє собою середньотемпературний асфальт з низькою температурою розм'якшення, низьким QI і хорошими реологічними властивостями.
Час публікації: 23 вересня 2019 р