Sirovina i proces proizvodnje grafitnih elektroda
Grafitna elektroda je visokotemperaturno otporan provodljivi grafitni materijal proizveden od naftnog gnječenja, igličastog koksa kao agregata i ugljenog bitumena kao veziva, koji se proizvode kroz niz procesa kao što su gnječenje, oblikovanje, prženje, impregnacija, grafitizacija i mehanička obrada.
Grafitna elektroda je važan visokotemperaturni provodni materijal za proizvodnju čelika u električnim postupcima. Grafitna elektroda se koristi za unos električne energije u električnu peć, a visoka temperatura koju generira luk između kraja elektrode i uloška koristi se kao izvor topline za topljenje uloška za proizvodnju čelika. Druge peći za rudu koje tope materijale poput žutog fosfora, industrijskog silicija i abraziva također koriste grafitne elektrode kao provodne materijale. Izvrsna i posebna fizička i hemijska svojstva grafitnih elektroda također se široko koriste u drugim industrijskim sektorima.
Sirovine za proizvodnju grafitnih elektroda su petrolejski koks, igličasti koks i smola ugljenog katrana.
Naftni koks je zapaljivi čvrsti proizvod dobijen koksiranjem ostataka uglja i naftne smole. Boja je crna i porozna, glavni element je ugljik, a sadržaj pepela je vrlo nizak, uglavnom ispod 0,5%. Naftni koks pripada klasi lako grafitiziranog ugljika. Naftni koks ima širok spektar upotrebe u hemijskoj i metalurškoj industriji. Glavna je sirovina za proizvodnju umjetnih grafitnih proizvoda i ugljičnih proizvoda za elektrolitički aluminij.
Naftni koks se može podijeliti na dvije vrste: sirovi koks i kalcinirani koks prema temperaturi termičke obrade. Prethodni naftni koks, dobiven odgođenim koksiranjem, sadrži veliku količinu isparljivih tvari, a mehanička čvrstoća je niska. Kalcinirani koks se dobiva kalcinacijom sirovog koksa. Većina rafinerija u Kini proizvodi samo koks, a operacije kalcinacije se uglavnom izvode u postrojenjima za proizvodnju ugljika.
Naftni koks se može podijeliti na koks s visokim sadržajem sumpora (koji sadrži više od 1,5% sumpora), koks sa srednjim sadržajem sumpora (koji sadrži 0,5%-1,5% sumpora) i koks s niskim sadržajem sumpora (koji sadrži manje od 0,5% sumpora). Grafitne elektrode i drugi proizvodi od umjetnog grafita se uglavnom proizvode korištenjem koksa s niskim sadržajem sumpora.
Igličasti koks je vrsta visokokvalitetnog koksa s izraženom vlaknastom teksturom, vrlo niskim koeficijentom toplinskog širenja i lakom grafitizacijom. Kada se koks razbije, može se podijeliti na tanke trake prema teksturi (omjer stranica je obično iznad 1,75). Anizotropna vlaknasta struktura može se uočiti pod polarizacijskim mikroskopom i stoga se naziva igličasti koks.
Anizotropija fizičko-mehaničkih svojstava igličastog koksa je vrlo očigledna. Ima dobru električnu i toplinsku provodljivost paralelnu s dužom osom čestice, a koeficijent toplinskog širenja je nizak. Prilikom ekstruzijskog oblikovanja, duža osa većine čestica je postavljena u smjeru ekstruzije. Stoga je igličasti koks ključna sirovina za proizvodnju grafitnih elektroda velike ili ultra velike snage. Proizvedena grafitna elektroda ima nisku otpornost, mali koeficijent toplinskog širenja i dobru otpornost na toplinske udare.
Igličasti koks se dijeli na igličasti koks na bazi nafte, proizveden od ostataka nafte, i igličasti koks na bazi uglja, proizveden od rafiniranih sirovina ugljene smole.
Katran ugljena je jedan od glavnih proizvoda duboke prerade katrana ugljena. To je mješavina različitih ugljikovodika, crne boje na visokoj temperaturi, polučvrste ili čvrste na visokoj temperaturi, bez fiksne tačke topljenja, omekšane nakon zagrijavanja, a zatim topljene, s gustoćom od 1,25-1,35 g/cm3. Prema tački omekšavanja, dijeli se na asfalt niske temperature, srednje temperature i visoke temperature. Prinos asfalta na srednjoj temperaturi je 54-56% katrana ugljena. Sastav katrana ugljena je izuzetno složen, što je povezano sa svojstvima katrana ugljena i sadržajem heteroatoma, a na njega utječu i sistem procesa koksiranja i uvjeti prerade katrana ugljena. Postoje mnogi pokazatelji za karakterizaciju smole katrana ugljena, kao što su tačka omekšavanja bitumena, nerastvorljive tvari u toluenu (TI), nerastvorljive tvari u kinolinu (QI), vrijednosti koksiranja i reologija smole ugljena.
Katran uglja se koristi kao vezivo i impregnant u industriji ugljika, a njegove performanse imaju veliki utjecaj na proizvodni proces i kvalitet ugljičnih proizvoda. Vezivni asfalt se uglavnom koristi kao asfalt srednje temperature ili modificiran na srednjoj temperaturi, koji ima umjerenu tačku omekšavanja, visoku vrijednost koksiranja i visoku β smolu. Impregnacijsko sredstvo je asfalt srednje temperature koji ima nisku tačku omekšavanja, nizak QI i dobra reološka svojstva.
Vrijeme objave: 23. septembar 2019.