Grafit elektrod - neft xamiri, igna koksi agregat sifatida va ko'mir bitumi biriktiruvchi sifatida ishlab chiqarilgan yuqori haroratga chidamli grafit o'tkazuvchan material bo'lib, ular yoğurma, kalıplama, qovurish, emdirish, grafitizatsiya va mexanik ishlov berish kabi bir qator jarayonlar orqali ishlab chiqariladi. material.
Grafit elektrod elektr po'lat ishlab chiqarish uchun muhim yuqori haroratli o'tkazuvchan materialdir. Grafit elektrod elektr o'choqqa elektr energiyasini kiritish uchun ishlatiladi va elektrod uchi va zaryad o'rtasidagi yoy tomonidan hosil bo'lgan yuqori harorat po'lat ishlab chiqarish uchun zaryadni eritish uchun issiqlik manbai sifatida ishlatiladi. Sariq fosfor, sanoat kremniy va abraziv moddalar kabi materiallarni eritadigan boshqa rudali pechlar ham o'tkazuvchan materiallar sifatida grafit elektrodlaridan foydalanadi. Grafit elektrodlarining ajoyib va maxsus fizik-kimyoviy xususiyatlari sanoatning boshqa tarmoqlarida ham keng qo'llaniladi.
Grafit elektrodlarini ishlab chiqarish uchun xom ashyo - neft koksi, igna koksi va ko'mir smolasi.
Neft koksi - kokslangan ko'mir qoldig'i va neft qatroni natijasida olinadigan yonuvchan qattiq mahsulot. Rangi qora va gözenekli, asosiy element uglerod va kul miqdori juda past, odatda 0,5% dan past. Neft koksi oson grafitlangan uglerod sinfiga kiradi. Neft koksi kimyo va metallurgiya sanoatida keng qo'llaniladi. Bu sun'iy grafit mahsulotlari va elektrolitik alyuminiy uchun uglerod mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo hisoblanadi.
Issiqlik bilan ishlov berish haroratiga ko'ra neft koksini ikki turga bo'lish mumkin: xom koks va kalsinlangan koks. Kechiktirilgan kokslash natijasida olingan sobiq neft koksi ko'p miqdorda uchuvchi moddalarni o'z ichiga oladi va mexanik quvvat past. Kalsinlangan koks xom koksni kaltsiylash orqali olinadi. Xitoydagi ko'pchilik neftni qayta ishlash zavodlari faqat koks ishlab chiqaradi va kalsinatsiya operatsiyalari asosan uglerod zavodlarida amalga oshiriladi.
Neft koksini yuqori oltingugurtli koks (tarkibida 1,5% dan ortiq oltingugurt bor), o‘rta oltingugurt koks (tarkibida 0,5%-1,5% oltingugurt bor) va past oltingugurt koks (tarkibida 0,5% dan kam oltingugurt bor) kabilarga bo‘lish mumkin. Grafit elektrodlari va boshqa sun'iy grafit mahsulotlarini ishlab chiqarish odatda past oltingugurtli koks yordamida ishlab chiqariladi.
Ignali koks - bu aniq tolali tuzilishga ega, juda past termal kengayish koeffitsienti va oson grafitizatsiyaga ega bo'lgan yuqori sifatli koks turi. Koks sindirilganda, uni teksturaga ko'ra nozik chiziqlarga bo'lish mumkin (aspekt nisbati odatda 1,75 dan yuqori). Polarizatsiya qiluvchi mikroskop ostida anizotrop tolali strukturani kuzatish mumkin, shuning uchun u igna koks deb ataladi.
Ignali koksning fizik-mexanik xususiyatlarining anizotropiyasi juda aniq. Zarrachaning uzun o'qi yo'nalishiga parallel ravishda yaxshi elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va issiqlik kengayish koeffitsienti past. Ekstrusion kalıplamada ko'pchilik zarrachalarning uzun o'qi ekstruziya yo'nalishi bo'yicha joylashgan. Shuning uchun igna koks yuqori quvvatli yoki o'ta yuqori quvvatli grafit elektrodlarini ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo hisoblanadi. Ishlab chiqarilgan grafit elektrod past qarshilik, kichik termal kengayish koeffitsienti va yaxshi termal zarba qarshiligiga ega.
Igna koksi neft qoldiqlaridan ishlab chiqarilgan neftga asoslangan igna koksiga va tozalangan ko'mir xom ashyosidan ishlab chiqarilgan ko'mirga asoslangan igna koksiga bo'linadi.
Ko'mir smolasi ko'mir smolasini chuqur qayta ishlashning asosiy mahsulotlaridan biridir. Bu har xil uglevodorodlar aralashmasi, yuqori haroratda qora, yuqori haroratda yarim qattiq yoki qattiq, qattiq erish nuqtasi bo'lmagan, qizdirilgandan keyin yumshatilgan, keyin esa erigan, zichligi 1,25-1,35 g/sm3. Yumshatish nuqtasiga ko'ra, u past haroratli, o'rta haroratli va yuqori haroratli asfaltga bo'linadi. O'rtacha haroratli asfalt hosildorligi ko'mir smolasining 54-56% ni tashkil qiladi. Ko'mir smolasining tarkibi juda murakkab bo'lib, u ko'mir smolasining xususiyatlari va geteroatomlarning tarkibi bilan bog'liq bo'lib, kokslash jarayoni tizimi va ko'mir smolasini qayta ishlash sharoitlariga ham ta'sir qiladi. Ko'mir smolasining qalinligini tavsiflovchi ko'plab ko'rsatkichlar mavjud, masalan, bitumning yumshatilish nuqtasi, toluolda erimaydigan moddalar (TI), xinolin erimaydigan moddalar (QI), kokslash qiymatlari va ko'mirning reologiyasi.
Ko'mir qatroni uglerod sanoatida bog'lovchi va emdiruvchi sifatida ishlatiladi va uning ishlashi uglerod mahsulotlarini ishlab chiqarish jarayoni va mahsulot sifatiga katta ta'sir ko'rsatadi. Bog'lovchi asfalt odatda o'rtacha yumshatilish nuqtasiga, yuqori kokslanish qiymatiga va yuqori b qatroniga ega bo'lgan o'rta haroratli yoki o'rta haroratli modifikatsiyalangan asfaltdan foydalanadi. Emdiruvchi vosita past yumshatilish nuqtasi, past QI va yaxshi reologik xususiyatlarga ega bo'lgan o'rta haroratli asfaltdir.
Quyidagi rasmda uglerod korxonasida grafit elektrodini ishlab chiqarish jarayoni ko'rsatilgan.
Kalsinatsiya: Uglerodli xom ashyo tarkibidagi namlik va uchuvchi moddalarni chiqarish uchun yuqori haroratda issiqlik bilan ishlov beriladi va asl pishirish ko'rsatkichlarini yaxshilashga mos keladigan ishlab chiqarish jarayoni kalsinatsiya deb ataladi. Odatda, uglerodli xom ashyo gaz va o'zining uchuvchi moddalarini issiqlik manbai sifatida ishlatish orqali kaltsiylanadi va maksimal harorat 1250-1350 ° S ni tashkil qiladi.
Kalsinlash uglerodli xom ashyoning tuzilishi va fizik-kimyoviy xossalarida chuqur o'zgarishlar kiritadi, asosan koksning zichligi, mexanik mustahkamligi va elektr o'tkazuvchanligini oshirish, koksning kimyoviy barqarorligini va oksidlanishga chidamliligini oshirish, keyingi jarayon uchun poydevor qo'yish. .
Kalsinlangan asbob-uskunalar, asosan, tankli kalsinator, aylanadigan pech va elektr kalsinatorni o'z ichiga oladi. Kalsinlashning sifat nazorati indeksi neft koksining haqiqiy zichligi 2,07 g/sm3 dan kam emas, qarshilik 550 mkŌ dan ortiq emas, igna koksining haqiqiy zichligi 2,12 g / sm3 dan kam emas va qarshilik 500mŌ.m dan oshmaydi.
Xom ashyoni maydalash va ingredientlar
Partiyalashdan oldin quyma kaltsiylangan neft koksi va igna koksini maydalash, maydalash va elakdan o'tkazish kerak.
O'rtacha maydalash odatda 50 mm ga yaqin uskunani jag'li maydalagich, bolg'a maydalagich, rulonli maydalagich va shunga o'xshashlar orqali maydalash uchun zarur bo'lgan 0,5-20 mm hajmdagi materialni yanada maydalash orqali amalga oshiriladi.
Frezeleme - bu uglerodli materialni 0,15 mm yoki undan kam va zarracha hajmi 0,075 mm yoki undan kichik bo'lgan kukunli mayda zarrachaga qadar suspenziyali halqali tegirmon (Raymond tegirmoni), sharli tegirmon yoki shunga o'xshashlar yordamida maydalash jarayonidir. .
Skrining jarayoni - bu maydalangandan keyin keng assortimentdagi materiallar bir xil teshiklari bo'lgan bir qator elaklar orqali tor o'lchamdagi bir nechta zarracha o'lchamlari diapazonlariga bo'linadigan jarayon. Hozirgi elektrod ishlab chiqarish odatda 4-5 pellet va 1-2 chang navlarini talab qiladi.
Ingredientlar - bu formulalar talablariga muvofiq agregatlar va changlar va bog'lovchilarning turli agregatlarini hisoblash, tortish va fokuslash uchun ishlab chiqarish jarayonlari. Formulyatsiyaning ilmiy jihatdan muvofiqligi va paketlash operatsiyasining barqarorligi mahsulot sifati va ishlashiga ta'sir qiluvchi eng muhim omillardan biridir.
Formula 5 jihatni aniqlashi kerak:
1Xom ashyo turini tanlang;
2 har xil turdagi xom ashyoning ulushini aniqlash;
3 qattiq xomashyoning zarracha hajmi tarkibini aniqlash;
4 bog'lovchi miqdorini aniqlash;
5 Qo'shimchalarning turi va miqdorini aniqlang.
Yoğurma: Har xil zarracha o'lchamdagi uglerodli granulalar va kukunlarni ma'lum bir haroratda ma'lum miqdorda bog'lovchi bilan aralashtirish va miqdorini aniqlash va plastmassa pastasini yoğurma deb ataladigan jarayonga yoğurma.
Yoğurma jarayoni: quruq aralashtirish (20-35 min) nam aralashtirish (40-55 min)
Yoğurmaning roli:
1 Quruq aralashtirishda turli xil xom ashyolar bir xilda aralashtiriladi va aralashmaning ixchamligini yaxshilash uchun har xil o'lchamdagi qattiq uglerodli materiallar bir xilda aralashtiriladi va to'ldiriladi;
2 Ko'mir qatroni qo'shilgandan so'ng, quruq material va asfalt bir xilda aralashtiriladi. Suyuq asfalt granulalar yuzasini bir xilda qoplaydi va namlaydi, asfalt biriktiruvchi qatlam qatlamini hosil qiladi va barcha materiallar bir hil plastik smear hosil qilish uchun bir-biriga bog'lanadi. Kalıplama uchun qulay;
Ko'mir qatronining 3 qismi uglerodli materialning ichki bo'shlig'iga kirib, xamirning zichligi va yopishqoqligini yanada oshiradi.
Kalıplama: Uglerodli materialni qoliplash deganda, ma'lum bir shaklga, o'lchamga, zichlikka va kuchga ega bo'lgan yashil tanani (yoki xom ashyoni) hosil qilish uchun qoliplash uskunasi tomonidan qo'llaniladigan tashqi kuch ta'sirida yoğrilgan uglerod pastasini plastik deformatsiyalash jarayoni tushuniladi. jarayon.
Qoliplash turlari, asbob-uskunalar va ishlab chiqarilgan mahsulotlar:
Kalıplama usuli
Umumiy jihozlar
asosiy mahsulotlar
Kalıplama
Vertikal gidravlik press
Elektr uglerod, past darajadagi nozik tuzilishli grafit
Siqish
Gorizontal gidravlik ekstruder
Vintli ekstruder
Grafit elektrod, kvadrat elektrod
Vibratsiyali kalıplama
Vibratsiyali kalıplama mashinasi
Alyuminiy uglerodli g'isht, yuqori o'choqli uglerod g'ishtlari
Izostatik presslash
Izostatik kalıplama mashinasi
Izotrop grafit, anizotrop grafit
Siqish operatsiyasi
1 salqin material: disk sovutish materiali, silindrli sovutish materiallari, aralashtirish va yoğurma sovutish materiallari va boshqalar.
Uchuvchi moddalarni to'kib tashlang, yopishqoqlikni oshirish uchun mos haroratga (90-120 ° C) tushiring, shunda pastaning bloklanishi 20-30 daqiqa davomida bir xil bo'ladi.
2 Yuklash: ko'taruvchi to'siqni bosing -- 2-3 marta kesish --4-10MPa siqish
3 ta oldingi bosim: bosim 20-25MPa, vaqt 3-5 min, changni yutish paytida
4 ekstruziya: to'siqni pastga bosing -5-15MPa ekstruziya - kesish - sovutish lavabosiga
Ekstruziyaning texnik parametrlari: siqish nisbati, press kamerasi va ko'krak harorati, sovutish harorati, oldindan yuklash vaqti, ekstruziya bosimi, ekstruziya tezligi, sovutish suvi harorati
Yashil tanani tekshirish: ommaviy zichlik, tashqi ko'rinishga tegish, tahlil qilish
Kalsinatsiya: Bu uglerod mahsulotining yashil tanasi yashil tanadagi ko'mir pog'onasini karbonlashtirish uchun yuqori haroratli issiqlik bilan ishlov berish uchun plomba moddasi himoyasi ostida maxsus mo'ljallangan isitish pechida to'ldirilgan jarayondir. Ko'mir bitumining karbonizatsiyasidan so'ng hosil bo'lgan bitum koksi uglerodli agregatni va chang zarralarini birga qattiqlashtiradi va kalsinlangan uglerod mahsuloti yuqori mexanik kuchga, past elektr qarshiligiga, yaxshi termal barqarorlikka va kimyoviy barqarorlikka ega. .
Kalsinatsiya uglerod mahsulotlarini ishlab chiqarishdagi asosiy jarayonlardan biri bo'lib, shuningdek, grafit elektrodlarini ishlab chiqarishning uchta asosiy issiqlik bilan ishlov berish jarayonining muhim qismidir. Kalsinatsiya ishlab chiqarish tsikli uzoq (pishirish uchun 22-30 kun, 2 ta pishirish uchun pechlar uchun 5-20 kun) va yuqori energiya sarfi. Yashil qovurish sifati tayyor mahsulot sifatiga va ishlab chiqarish tannarxiga ta'sir qiladi.
Yashil tanadagi yashil ko'mir pog'onasi qovurish jarayonida kokslanadi va uchuvchi moddalarning taxminan 10% ga tashlanadi va hajmi 2-3% qisqarish bilan hosil bo'ladi va massa yo'qolishi 8-10% ni tashkil qiladi. Uglerod ignabargli fizik va kimyoviy xossalari ham sezilarli darajada o'zgardi. G’ovaklikning ortishi hisobiga g’ovaklik 1,70 g/sm3 dan 1,60 g/sm3 gacha, qarshilik esa 10000 mk·m dan 40-50 mk·m gacha kamaydi. Kalsinlangan ignabargli mexanik kuch ham katta edi. Yaxshilash uchun.
Ikkilamchi pishirish - bu kalsinlangan mahsulotning suvga botirilishi va keyin kalsinlangan mahsulotning teshiklariga botirilgan pitchni karbonlashtirish uchun kaltsiylangan jarayon. Yuqori hajmli zichlikni talab qiluvchi elektrodlar (RPdan tashqari barcha navlar) va qo'shma blankalar ikki marta pishirilishi kerak va qo'shma blankalar ham uch marta to'rtta yoki ikki chuqurlikda uch marta pishiriladi.
Qovurishning asosiy o'choq turi:
Uzluksiz ishlash—-halqali pech (qopqoqli, qopqoqsiz), tunnel pechi
Vaqti-vaqti bilan ishlash - teskari pech, pol ostidagi qovurish, quti qovurish
Kalsinlanish egri chizig'i va maksimal harorat:
Bir martalik qovurish - 320, 360, 422, 480 soat, 1250 °C
Ikkilamchi qovurish - 125, 240, 280 soat, 700-800 °C
Pishirilgan mahsulotlarni tekshirish: tashqi ko'rinishga tegish, elektr qarshiligi, massa zichligi, bosim kuchi, ichki tuzilish tahlili
Emprenye - bu uglerod moddasining bosimli idishga joylashtirilishi va suyuqlik singdirilgan pitch ma'lum harorat va bosim sharoitida mahsulot elektrodining teshiklariga botiriladigan jarayon. Maqsad - mahsulotning g'ovakligini kamaytirish, mahsulotning massa zichligi va mexanik mustahkamligini oshirish, mahsulotning elektr va issiqlik o'tkazuvchanligini yaxshilash.
Emdirish jarayoni va tegishli texnik parametrlar quyidagilardir: qovurilgan ignabargli - sirtni tozalash - oldindan qizdirish (260-380 °C, 6-10 soat) - emdirish uchun idishni yuklash - changni yutish (8-9KPa, 40-50 min) - bitumni quyish (180) -200 °C) – Bosimlash (1,2-1,5 MPa, 3-4 soat) – Asfaltga qaytish - sovutish (tank ichida yoki tashqarisida)
Emprenye qilingan mahsulotlarni tekshirish: emdirishning vazn ortishi darajasi G=(W2-W1)/W1×100%
Bir martalik vazn ortish darajasi ≥14%
Ikkilamchi singdirilgan mahsulotning vazn ortishi darajasi ≥ 9%
Uchta suvga cho'mdiriladigan mahsulot vazn ortishi darajasi ≥ 5%
Grafitizatsiya deganda yuqori haroratli issiqlik bilan ishlov berish jarayoni tushuniladi, unda uglerod mahsuloti yuqori haroratli elektr pechda himoya muhitda 2300 ° C yoki undan yuqori haroratgacha qizdirilib, amorf qatlamli struktura uglerodini uch o'lchamli tartibli tartibga aylantiriladi. grafit kristalli tuzilishi.
Grafitizatsiyaning maqsadi va ta'siri:
1 uglerod materialining o'tkazuvchanligi va issiqlik o'tkazuvchanligini yaxshilash (qarshilik 4-5 marta kamayadi va issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan 10 barobar ortadi);
2 uglerod materialining termal zarba qarshiligini va kimyoviy barqarorligini yaxshilash (chiziqli kengayish koeffitsienti 50-80% ga kamayadi);
3 uglerod materialining yog'lanishi va aşınma qarshiligini ta'minlash;
4 Egzoz aralashmalari, uglerod moddasining tozaligini yaxshilash (mahsulotning kul miqdori 0,5-0,8% dan taxminan 0,3% gacha kamayadi).
Grafitizatsiya jarayonini amalga oshirish:
Uglerod materialining grafitlanishi 2300-3000 °C yuqori haroratda amalga oshiriladi, shuning uchun uni faqat sanoatda elektr isitish orqali amalga oshirish mumkin, ya'ni oqim to'g'ridan-to'g'ri qizdirilgan kalsinlangan mahsulotdan o'tadi va kalsinlangan mahsulot zaryadlanadi. o'choqqa yuqori haroratda elektr toki bilan hosil bo'ladi. Supero'tkazuvchilar yana yuqori haroratgacha isitiladigan ob'ektdir.
Hozirgi vaqtda keng qo'llaniladigan pechlar orasida Acheson grafitizatsiya pechlari va ichki issiqlik kaskadi (LWG) pechlari mavjud. Birinchisi katta chiqish, katta harorat farqi va yuqori quvvat sarfiga ega. Ikkinchisi qisqa isitish vaqti, kam quvvat iste'moli, bir xil elektr qarshiligiga ega va o'rnatish uchun mos emas.
Grafitizatsiya jarayonini nazorat qilish haroratning ko'tarilish holatiga mos keladigan elektr quvvati egri chizig'ini o'lchash orqali boshqariladi. Elektr ta'minoti vaqti Acheson pechi uchun 50-80 soat va LWG pechi uchun 9-15 soat.
Grafitizatsiyaning quvvat iste'moli juda katta, odatda 3200-4800 KVt soatni tashkil qiladi va jarayon narxi umumiy ishlab chiqarish qiymatining taxminan 20-35% ni tashkil qiladi.
Grafitlangan mahsulotlarni tekshirish: tashqi ko'rinishga tegish, qarshilik testi
Ishlov berish: Uglerodli grafit materiallarini mexanik ishlov berishning maqsadi elektrod tanasi va bo'g'inlarini foydalanish talablariga muvofiq qilish uchun kesish orqali kerakli o'lcham, shakl, aniqlik va hokazolarga erishishdir.
Grafit elektrodini qayta ishlash ikkita mustaqil ishlov berish jarayoniga bo'linadi: elektrod tanasi va qo'shma.
Korpusni qayta ishlash uch bosqichli zerikarli va qo'pol tekis uchli yuzni, tashqi doirani va tekis uchini va frezalash ipini o'z ichiga oladi. Konusning birikmasini qayta ishlashni 6 jarayonga bo'lish mumkin: kesish, tekis uchi, avtomobil konusining yuzi, frezalash ipi, burg'ulash murvatlari va tirqish.
Elektrod bo'g'inlarining ulanishi: konusning bo'g'inli ulanishi (uch toka va bitta qisqich), silindrsimon birikma ulanishi, bo'g'inli ulanish (erkak va ayol ulanishi)
Ishlov berishning aniqligini nazorat qilish: ipning konusning og'ishi, ipning qadami, bo'g'in (teshik) katta diametrli og'ishi, bo'g'in teshigining koaksiyalligi, bo'g'in teshigining vertikalligi, elektrod so'nggi yuzining tekisligi, bo'g'inning to'rt nuqtali og'ishi. Maxsus halqa o'lchagichlari va plastinka o'lchagichlari bilan tekshiring.
Tayyor elektrodlarni tekshirish: aniqlik, og'irlik, uzunlik, diametr, massa zichligi, qarshilik, montajdan oldingi bardoshlik va boshqalar.
Yuborilgan vaqt: 2019-yil 31-oktabr