Matèria primera i procés de fabricació d'elèctrode de grafit
L'elèctrode de grafit és un material conductor de grafit resistent a altes temperatures produït per pastat de petroli, coc d'agulla com a agregat i betum de carbó com a aglutinant, que es produeixen mitjançant una sèrie de processos com ara pastat, modelat, torrat, impregnació, grafitització i processament mecànic del material.
L'elèctrode de grafit és un material conductor d'alta temperatura important per a la fabricació d'acer elèctric. L'elèctrode de grafit s'utilitza per introduir energia elèctrica al forn elèctric, i l'alta temperatura generada per l'arc entre l'extrem de l'elèctrode i la càrrega s'utilitza com a font de calor per fondre la càrrega per a la fabricació d'acer. Altres forns de mineral que fonen materials com el fòsfor groc, el silici industrial i els abrasius també utilitzen elèctrodes de grafit com a materials conductors. Les excel·lents i especials propietats físiques i químiques dels elèctrodes de grafit també s'utilitzen àmpliament en altres sectors industrials.
Les matèries primeres per a la producció d'elèctrodes de grafit són el coc de petroli, el coc d'agulla i la brea de quitrà d'hulla.
El coc de petroli és un producte sòlid inflamable obtingut de la cocció de residus de carbó i brea de petroli. El color és negre i porós, l'element principal és el carboni i el contingut de cendres és molt baix, generalment inferior al 0,5%. El coc de petroli pertany a la classe del carboni fàcilment grafititzat. El coc de petroli té una àmplia gamma d'usos en les indústries química i metal·lúrgica. És la principal matèria primera per a la producció de productes de grafit artificial i productes de carboni per a l'alumini electrolític.
El coc de petroli es pot dividir en dos tipus: coc cru i coc calcinat segons la temperatura del tractament tèrmic. El primer coc de petroli obtingut per cocificació retardada conté una gran quantitat de volàtils i la resistència mecànica és baixa. El coc calcinat s'obté per calcinació de coc cru. La majoria de les refineries de la Xina només produeixen coc, i les operacions de calcinació es duen a terme principalment en plantes de carbó.
El coc de petroli es pot dividir en coc amb alt contingut de sofre (que conté més de l'1,5% de sofre), coc amb sofre mitjà (que conté entre el 0,5% i l'1,5% de sofre) i coc amb baix contingut de sofre (que conté menys del 0,5% de sofre). La producció d'elèctrodes de grafit i altres productes de grafit artificial generalment es produeix amb coc amb baix contingut de sofre.
El coc d'agulla és un tipus de coc d'alta qualitat amb una textura fibrosa evident, un coeficient d'expansió tèrmica molt baix i una grafitització fàcil. Quan el coc es trenca, es pot dividir en tires primes segons la textura (la relació d'aspecte és generalment superior a 1,75). Es pot observar una estructura fibrosa anisotròpica sota un microscopi polaritzador i, per tant, es coneix com a coc d'agulla.
L'anisotropia de les propietats fisicomecàniques del coc d'agulla és molt evident. Té una bona conductivitat elèctrica i tèrmica paral·lela a la direcció de l'eix longitudinal de la partícula, i el coeficient d'expansió tèrmica és baix. Quan es modela per extrusió, l'eix longitudinal de la majoria de les partícules es disposa en la direcció d'extrusió. Per tant, el coc d'agulla és la matèria primera clau per a la fabricació d'elèctrodes de grafit d'alta o ultra alta potència. L'elèctrode de grafit produït té una baixa resistivitat, un petit coeficient d'expansió tèrmica i una bona resistència al xoc tèrmic.
El coc d'agulla es divideix en coc d'agulla a base de petroli produït a partir de residus de petroli i coc d'agulla a base de carbó produït a partir de matèries primeres de brea de carbó refinada.
El quitrà de carbó és un dels principals productes del processament profund del quitrà de carbó. És una barreja de diversos hidrocarburs, negre a alta temperatura, semisòlid o sòlid a alta temperatura, sense punt de fusió fix, que s'estova després de l'escalfament i després es fon, amb una densitat d'1,25-1,35 g/cm3. Segons el seu punt de reblaniment, es divideix en asfalt de baixa temperatura, temperatura mitjana i temperatura alta. El rendiment de l'asfalt a temperatura mitjana és del 54-56% del quitrà de carbó. La composició del quitrà de carbó és extremadament complicada, cosa que està relacionada amb les propietats del quitrà de carbó i el contingut d'heteroàtoms, i també es veu afectada pel sistema del procés de cocció i les condicions de processament del quitrà de carbó. Hi ha molts indicadors per caracteritzar la brea de quitrà de carbó, com ara el punt de reblaniment del betum, els insolubles de toluè (TI), els insolubles de quinolina (QI), els valors de cocció i la reologia de la brea de carbó.
El quitrà de carbó s'utilitza com a aglutinant i impregnant a la indústria del carboni, i el seu rendiment té un gran impacte en el procés de producció i la qualitat del producte de carboni. L'asfalt aglutinant generalment utilitza un asfalt de temperatura mitjana o modificat a temperatura mitjana que té un punt de reblaniment moderat, un valor de cocció alt i una resina β alta. L'agent impregnant és un asfalt de temperatura mitjana que té un punt de reblaniment baix, un QI baix i bones propietats reològiques.
Data de publicació: 23 de setembre de 2019