Сыравіна і працэс вытворчасці графітавага электрода
Графітавы электрод — гэта высокатэмпературны графітавы праводзячы матэрыял, які вырабляецца з нафтавага міксу, ігольчастага коксу ў якасці запаўняльніка і вугальнага бітуму ў якасці звязальнага рэчыва, і які вырабляецца з дапамогай шэрагу працэсаў, такіх як міксаванне, фармаванне, абпал, прапітканне, графітызацыя і механічная апрацоўка.
Графітавы электрод — важны высокатэмпературны праводзячы матэрыял для электрасталеплавільнай вытворчасці. Графітавы электрод выкарыстоўваецца для падачы электрычнай энергіі ў электрычную печ, а высокая тэмпература, якая ўтвараецца дугой паміж канцом электрода і шихтай, выкарыстоўваецца ў якасці крыніцы цяпла для плаўлення шихты пры вытворчасці сталі. Іншыя рудаплавыя печы, якія плавяць такія матэрыялы, як жоўты фосфар, прамысловы крэмній і абразівы, таксама выкарыстоўваюць графітавыя электроды ў якасці праводзячых матэрыялаў. Выдатныя і асаблівыя фізічныя і хімічныя ўласцівасці графітавых электродаў таксама шырока выкарыстоўваюцца ў іншых прамысловых сектарах.
Сыравінай для вытворчасці графітавых электродаў з'яўляюцца нафтавы кокс, ігольчасты кокс і каменнавугальны пек.
Нафтавы кокс — гэта лёгкаўзгаральны цвёрды прадукт, які атрымліваецца шляхам каксавання вугальных рэшткаў і нафтавага пеку. Колер чорны і сітаваты, асноўным элементам з'яўляецца вуглярод, а ўтрыманне попелу вельмі нізкае, звычайна ніжэй за 0,5%. Нафтавы кокс адносіцца да класа лёгкаграфітызаванага вугляроду. Нафтавы кокс мае шырокі спектр прымянення ў хімічнай і металургічнай прамысловасці. Ён з'яўляецца асноўнай сыравінай для вытворчасці вырабаў са штучнага графіту і вугляроду для электралітычнага алюмінію.
Нафтавы кокс можна падзяліць на два тыпы: сыры кокс і кальцынаваны кокс у залежнасці ад тэмпературы тэрмічнай апрацоўкі. Першы нафтавы кокс, атрыманы шляхам запаволенага каксавання, утрымлівае вялікую колькасць лятучых рэчываў і мае нізкую механічную трываласць. Кальцынаваны кокс атрымліваецца шляхам кальцынацыі сырога коксу. Большасць нафтаперапрацоўчых заводаў у Кітаі вырабляюць толькі кокс, і аперацыі па кальцынацыі ў асноўным праводзяцца на вугляродных заводах.
Нафтавы кокс можна падзяліць на высокасерністы (які змяшчае больш за 1,5% серы), сярэднесерністы (які змяшчае 0,5%-1,5% серы) і нізкасерністы (які змяшчае менш за 0,5% серы). Графітавыя электроды і іншыя вырабы са штучнага графіту звычайна вырабляюцца з нізкасерністага коксу.
Ігольчасты кокс — гэта від высакаякаснага коксу з выразнай валакністай тэкстурай, вельмі нізкім каэфіцыентам цеплавога пашырэння і лёгкай графітызацыяй. Пры разбурэнні кокс можна падзяліць на тонкія палоскі ў залежнасці ад тэкстуры (суадносіны бакоў звычайна перавышае 1,75). Анізатропную валакністую структуру можна назіраць пад палярызацыйным мікраскопам, таму яе называюць ігольчастым коксам.
Анізатрапія фізіка-механічных уласцівасцей ігольчастага коксу вельмі відавочная. Ён мае добрую электра- і цеплаправоднасць, паралельную кірунку доўгай восі часціц, і нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння. Пры экструзійным фармаванні доўгая вось большасці часціц размешчана ў кірунку экструзіі. Такім чынам, ігольчасты кокс з'яўляецца ключавой сыравінай для вырабу магутных або звышмагутных графітавых электродаў. Атрыманы графітавы электрод мае нізкае супраціўленне, малы каэфіцыент цеплавога пашырэння і добрую ўстойлівасць да цеплавых удараў.
Ігольчасты кокс падзяляецца на ігольчасты кокс на аснове нафты, які вырабляецца з нафтавых рэшткаў, і ігольчасты кокс на аснове вугалю, які вырабляецца з перапрацаванай сыравіны вугальнага пеку.
Вугальная смалу з'яўляецца адным з асноўных прадуктаў глыбокай перапрацоўкі вугальнай смалы. Яна ўяўляе сабой сумесь розных вуглевадародаў, чорных пры высокай тэмпературы, напаўцвёрдых або цвёрдых пры высокай тэмпературы, без фіксаванай тэмпературы плаўлення, размякчаецца пасля награвання, а затым плавіцца, з шчыльнасцю 1,25-1,35 г/см3. Па тэмпературы размякчэння яна падзяляецца на нізкатэмпературную, сярэднетэмпературную і высокатэмпературную асфальты. Выхад асфальту пры сярэдняй тэмпературы складае 54-56% ад агульнай колькасці вугальнай смалы. Склад вугальнай смалы надзвычай складаны, што звязана з уласцівасцямі вугальнай смалы і ўтрыманнем гетэраатамаў, а таксама залежыць ад сістэмы працэсу каксавання і ўмоў перапрацоўкі вугальнай смалы. Існуе мноства паказчыкаў для характарыстыкі вугальнай смалы, такіх як тэмпература размякчэння бітуму, нерастваральныя ў талуоле (TI), нерастваральныя ў хіналіне (QI), паказчыкі коксавання і рэалогія вугальнай смалы.
Вугальная смала выкарыстоўваецца ў якасці звязальнага рэчыва і насычальнага агента ў вугляроднай прамысловасці, і яе характарыстыкі аказваюць вялікі ўплыў на вытворчы працэс і якасць вугляроднай прадукцыі. У якасці звязальнага асфальту звычайна выкарыстоўваецца сярэднетэмпературны або сярэднетэмпературна-мадыфікаваны асфальт з умеранай тэмпературай размякчэння, высокім каэфіцыентам коксавання і высокім утрыманнем β-смалы. У якасці насычальнага агента выкарыстоўваецца сярэднетэмпературны асфальт з нізкай тэмпературай размякчэння, нізкім каэфіцыентам якасці і добрымі рэалагічнымі ўласцівасцямі.
Час публікацыі: 23 верасня 2019 г.