Суровина и производствен процес на графитен електрод
Графитният електрод е устойчив на висока температура графитен проводим материал, произведен от нефтено тесто, игловиден кокс като агрегат и въглищен битум като свързващо вещество, които се произвеждат чрез серия от процеси като месене, формоване, печене, импрегниране, графитизация и механична обработка.
Графитният електрод е важен високотемпературен проводим материал за електрическо производство на стомана. Графитният електрод се използва за подаване на електрическа енергия към електрическата пещ, а високата температура, генерирана от дъгата между края на електрода и шихтата, се използва като източник на топлина за топене на шихтата за производство на стомана. Други рудни пещи, които топят материали като жълт фосфор, индустриален силиций и абразиви, също използват графитни електроди като проводими материали. Отличните и специални физични и химични свойства на графитните електроди се използват широко и в други промишлени сектори.
Суровините за производството на графитни електроди са нефтен кокс, игловиден кокс и каменовъглен катран.
Нефтеният кокс е запалим твърд продукт, получен чрез коксуване на въглищни остатъци и нефтена смола. Цветът е черен и порест, основният елемент е въглерод, а съдържанието на пепел е много ниско, обикновено под 0,5%. Нефтеният кокс принадлежи към класа на лесно графитизиращия се въглерод. Нефтеният кокс има широк спектър от приложения в химическата и металургичната промишленост. Той е основната суровина за производство на изкуствени графитни продукти и въглеродни продукти за електролитен алуминий.
Нефтеният кокс може да се раздели на два вида: суров кокс и калциниран кокс според температурата на термична обработка. Първият нефтен кокс, получен чрез забавено коксуване, съдържа голямо количество летливи вещества и има ниска механична якост. Калцинираният кокс се получава чрез калциниране на суров кокс. Повечето рафинерии в Китай произвеждат само кокс, а калцинирането се извършва предимно във въглеродни инсталации.
Нефтеният кокс може да се раздели на кокс с високо съдържание на сяра (съдържащ повече от 1,5% сяра), кокс със средно съдържание на сяра (съдържащ 0,5%-1,5% сяра) и кокс с ниско съдържание на сяра (съдържащ по-малко от 0,5% сяра). Производството на графитни електроди и други изкуствени графитни продукти обикновено се извършва с използване на кокс с ниско съдържание на сяра.
Игловидният кокс е вид висококачествен кокс с ясно изразена влакнеста текстура, много нисък коефициент на термично разширение и лесна графитизация. Когато коксът се раздроби, той може да се раздели на тънки ленти според текстурата (съотношението на страните обикновено е над 1,75). Анизотропната влакнеста структура може да се наблюдава под поляризационен микроскоп и затова се нарича игловиден кокс.
Анизотропията на физико-механичните свойства на игловидния кокс е много очевидна. Той има добра електрическа и топлопроводимост, успоредна на посоката на дългата ос на частицата, и коефициентът на термично разширение е нисък. При екструдиране, дългата ос на повечето частици е разположена в посока на екструдиране. Следователно, игловидният кокс е ключова суровина за производството на високомощни или ултрависокомощни графитни електроди. Произведеният графитен електрод има ниско съпротивление, малък коефициент на термично разширение и добра устойчивост на термичен удар.
Игловидният кокс се разделя на игловиден кокс на нефтена основа, произведен от нефтени остатъци, и игловиден кокс на въглищна основа, произведен от рафинирани суровини от въглищна смола.
Въглищният катран е един от основните продукти на дълбоката преработка на въглищен катран. Той е смес от различни въглеводороди, черен при висока температура, полутвърд или твърд при висока температура, без фиксирана точка на топене, омекотява се след нагряване и след това се разтопява, с плътност от 1,25-1,35 g/cm3. Според точката на омекване, той се разделя на нискотемпературен, среднотемпературeн и високотемпературeн асфалт. Добивът на среднотемпературния асфалт е 54-56% от въглищния катран. Съставът на въглищния катран е изключително сложен, което е свързано със свойствата на въглищния катран и съдържанието на хетероатоми, а също така се влияе от системата на коксуване и условията на преработка на въглищен катран. Съществуват много показатели за характеризиране на въглищния катран, като точка на омекване на битума, неразтворими в толуен (TI), неразтворими в хинолин (QI), стойности на коксуване и реология на въглищния катран.
Въглищният катран се използва като свързващо вещество и импрегнант в въглеродната индустрия и неговите характеристики оказват голямо влияние върху производствения процес и качеството на въглеродните продукти. Свързващото вещество асфалт обикновено е среднотемпературен или среднотемпературно модифициран асфалт с умерена точка на омекване, висока стойност на коксуване и висока β смола. Импрегниращото средство е среднотемпературен асфалт с ниска точка на омекване, нисък QI и добри реологични свойства.
Време на публикуване: 23 септември 2019 г.