Detaljert teknisk prosess for grafittelektrode

Råvarer: Hvilke råvarer brukes til karbonproduksjon?

I karbonproduksjon kan råmaterialene som vanligvis brukes deles inn i faste karbonråvarer og bindemiddel og impregneringsmiddel.
Faste karbonråvarer inkluderer petroleumskoks, bituminøs koks, metallurgisk koks, antrasitt, naturlig grafitt og grafittskrap, etc.
Bindemiddel og impregneringsmiddel inkluderer kullbek, kulltjære, antracenolje og syntetisk harpiks, etc.
I tillegg brukes også noen hjelpematerialer som kvartsand, metallurgiske kokspartikler og kokspulver i produksjonen.
Noen spesielle karbon- og grafittprodukter (som karbonfiber, aktivert karbon, pyrolytisk karbon og pyrolytisk grafitt, glasskarbon) produseres av andre spesielle materialer.

Kalsinering: Hva er kalsinering? Hvilke råvarer må kalsineres?

Høy temperatur på karbonråmaterialer isolert fra luft (1200–1500 °C)
Varmebehandlingsprosessen kalles kalsinering.
Kalsinering er den første varmebehandlingsprosessen i karbonproduksjon. Kalsinering forårsaker en rekke endringer i strukturen og de fysiske og kjemiske egenskapene til alle typer karbonholdige råvarer.
Både antrasitt og petroleumskoks inneholder en viss mengde flyktige stoffer og må kalsineres.
Koksdannelsestemperaturen for bituminøs koks og metallurgisk koks er relativt høy (over 1000 °C), noe som tilsvarer temperaturen i kalsineringsovnen i karbonverket. Den kan ikke lenger kalsineres og trenger bare å tørkes med fuktighet.
Dersom bituminøs koks og petroleumskoks brukes sammen før kalsinering, skal de imidlertid sendes til kalsineringsverket for kalsinering sammen med petroleumskoks.
Naturlig grafitt og karbonrøyk krever ikke kalsinering.
Forming: Hva er prinsippet bak ekstruderingsforming?
Kjernen i ekstruderingsprosessen er at etter at pastaen passerer gjennom dysen med en bestemt form under trykk, komprimeres den og plastisk deformeres til et emne med en viss form og størrelse.
Ekstruderingsstøpeprosessen er hovedsakelig den plastiske deformasjonsprosessen av pastaen.

Ekstruderingsprosessen av pastaen utføres i materialkammeret (eller pastasylinderen) og sirkelbuedysen.
Den varme pastaen i lastekammeret drives av det bakre hovedstempelet.
Gassen i pastaen tvinges til å bli kontinuerlig utstøtt, pastaen komprimeres kontinuerlig og pastaen beveger seg fremover samtidig.
Når pastaen beveger seg i sylinderdelen av kammeret, kan pastaen betraktes som stabil flyt, og det granulære laget er i utgangspunktet parallelt.
Når pastaen kommer inn i den delen av ekstruderingsdysen som deformeres med bue, utsettes pastaen nær munnveggen for større friksjonsmotstand under fremdriften. Materialet begynner å bøye seg, og pastaen inni produserer ulik fremdriftshastighet. Den indre pastaen fremføres dermed, noe som resulterer i at produktets radiale tetthet ikke er jevn, slik at det dannes en ekstruderingsblokk.

Det genereres indre spenning forårsaket av forskjellig hastighet på indre og ytre lag.
Til slutt går pastaen inn i den lineære deformasjonsdelen og ekstruderes.
Baking
Hva er steking? Hva er hensikten med steking?

Risting er en varmebehandlingsprosess der komprimerte råprodukter varmes opp med en viss hastighet under forutsetning av å isolere luften i det beskyttende mediet i ovnen.

Formålet med støtten er:
(1) Ekskluder flyktige stoffer. For produkter som bruker kullasfalt som bindemiddel, slippes vanligvis omtrent 10 % flyktige stoffer ut etter steking. Derfor er andelen stekte produkter vanligvis under 90 %.
(2) Råvarer fra bindemiddelkoksing ristes i henhold til visse teknologiske forhold for å lage bindemiddelkoksing. Et koksnettverk dannes mellom aggregatpartiklene for å forbinde alt aggregatet med forskjellige partikkelstørrelser godt, slik at produktet har visse fysiske og kjemiske egenskaper. Under de samme forholdene, jo høyere koksingsgrad, desto bedre kvalitet. Koksingsgraden for middelstemperaturasfalt er omtrent 50 %.
(3) Fast geometrisk form
I stekeprosessen av råvarer oppstår fenomenet med mykning og bindemiddelmigrasjon. Med økende temperatur dannes koksnettverket, noe som gjør produktene stive. Derfor endres ikke formen når temperaturen stiger.
(4) Reduser resistiviteten
I stekeprosessen, på grunn av eliminering av flyktige stoffer, danner koksingen av asfalt et koksnett, dekomponering og polymerisering av asfalt, og dannelse av et stort sekskantet karbonringplannettverk, etc., reduseres resistiviteten betydelig. Omtrent 10 000 x 10⁻⁶ råproduktresistivitet Ω “m, etter steking med 40-50 x 10⁻⁶ Ω” m, kalles gode ledere.
(5) Ytterligere volumreduksjon
Etter steking krymper produktet med omtrent 1 % i diameter, 2 % i lengde og 2–3 % i volum.
Improgneringsmetode: Hvorfor maserere karbonprodukter?
Råproduktet etter kompresjonsstøping har svært lav porøsitet.
Etter steking av råproduktene brytes imidlertid deler av kullasfalten ned til gass og slippes ut, og den andre delen kokses til bitumenkoks.
Volumet av generert bitumenkoks er mye mindre enn for kullbitumen. Selv om den krymper litt i røstingsprosessen, dannes det fortsatt mange uregelmessige og små porer med forskjellige porestørrelser i produktet.
For eksempel er den totale porøsiteten til grafittiserte produkter vanligvis opptil 25–32 %, og den for karbonprodukter er vanligvis 16–25 %.
Tilstedeværelsen av et stort antall porer vil uunngåelig påvirke produktenes fysiske og kjemiske egenskaper.
Generelt sett har grafittiserte produkter økt porøsitet, redusert volumtetthet, økt resistivitet og mekanisk styrke, og oksidasjonshastigheten øker ved en viss temperatur, korrosjonsmotstanden forringes også, og gass og væske er lettere permeable.
Impregnering er en prosess for å redusere porøsiteten, øke tettheten, øke trykkfastheten, redusere resistiviteten til det ferdige produktet og endre produktets fysiske og kjemiske egenskaper.
Grafitisering: Hva er grafitisering?
Hva er hensikten med grafitisering?
Grafitisering er en prosess med høytemperaturvarmebehandling der bakte produkter varmes opp til høy temperatur i beskyttelsesmediet i grafitiseringsovnen for å transformere et sekskantet karbonatomplannett fra uordnet overlapping i todimensjonalt rom til ordnet overlapping i tredimensjonalt rom og med grafittstruktur.

Målene er:
(1) Forbedre produktets termiske og elektriske ledningsevne.
(2) For å forbedre produktets varmesjokkmotstand og kjemiske stabilitet.
(3) Forbedre produktets smøreevne og slitestyrke.
(4) Fjern urenheter og forbedre produktets styrke.

Maskinering: Hvorfor trenger karbonprodukter maskinering?
(1) Behovet for plastisk kirurgi

Komprimerte karbonprodukter med en viss størrelse og form har ulik grad av deformasjon og kollisjonsskader under steking og grafittisering. Samtidig bindes noen fyllstoffer på overflaten av de komprimerte karbonproduktene.
Den kan ikke brukes uten mekanisk bearbeiding, så produktet må formes og bearbeides til en spesifisert geometrisk form.

(2) Behovet for bruk

I henhold til brukerens krav til behandling.
Hvis grafittelektroden i elektrisk stålproduksjon i ovner må kobles til, må den lages med gjengehull i begge ender av produktet, og deretter skal de to elektrodene kobles sammen for bruk med spesielle gjengede skjøter.

(3) Teknologiske krav

Noen produkter må bearbeides til spesielle former og spesifikasjoner i henhold til brukernes teknologiske behov.
Enda lavere overflateruhet er nødvendig.


Publisert: 10. desember 2020