Ang graphite electrode usa ka taas nga temperatura nga graphite conductive nga materyal nga gihimo pinaagi sa petroleum knead, needle coke isip aggregate ug coal bitumen isip binder, nga gihimo pinaagi sa sunod-sunod nga mga proseso sama sa pagmasa, paghulma, pag-ihaw, impregnation, graphitization ug mekanikal nga pagproseso.
Ang graphite electrode usa ka importante nga materyal nga konduktibo sa taas nga temperatura para sa electric steelmaking. Ang graphite electrode gigamit sa pagsulod sa enerhiya sa kuryente ngadto sa electric furnace, ug ang taas nga temperatura nga namugna sa arko tali sa tumoy sa electrode ug sa karga gigamit isip tinubdan sa kainit aron matunaw ang karga para sa paghimo og asero. Ang ubang mga ore furnace nga nagtunaw sa mga materyales sama sa yellow phosphorus, industrial silicon, ug mga abrasive naggamit usab og graphite electrodes isip mga materyales nga konduktibo. Ang maayo kaayo ug espesyal nga pisikal ug kemikal nga mga kabtangan sa graphite electrodes kaylap usab nga gigamit sa ubang mga sektor sa industriya.
Ang hilaw nga materyales alang sa paghimo sa mga graphite electrodes mao ang petroleum coke, needle coke ug coal tar pitch.
Ang petroleum coke usa ka dali masunog nga solidong produkto nga nakuha pinaagi sa pag-coke sa mga residue sa karbon ug petroleum pitch. Itom ug porous ang kolor, ang pangunang elemento mao ang carbon, ug ang abo niini ubos kaayo, kasagaran ubos sa 0.5%. Ang petroleum coke nahisakop sa klase sa dali nga ma-graphitize nga carbon. Ang petroleum coke adunay daghang gamit sa mga industriya sa kemikal ug metalurhiya. Kini ang pangunang hilaw nga materyales alang sa paghimo og artipisyal nga mga produkto sa graphite ug mga produkto sa carbon alang sa electrolytic aluminum.
Ang petroleum coke mahimong bahinon sa duha ka klase: hilaw nga coke ug calcined coke sumala sa temperatura sa heat treatment. Ang kanhing petroleum coke nga nakuha pinaagi sa delayed coking adunay daghang volatile, ug ang mekanikal nga kusog ubos. Ang calcined coke nakuha pinaagi sa calcination sa hilaw nga coke. Kadaghanan sa mga refinery sa China naghimo lamang og coke, ug ang mga operasyon sa calcination kasagaran gihimo sa mga planta sa carbon.
Ang petroleum coke mahimong bahinon sa high sulfur coke (nga adunay sobra sa 1.5% sulfur), medium sulfur coke (nga adunay 0.5%-1.5% sulfur), ug low sulfur coke (nga adunay ubos sa 0.5% sulfur). Ang paghimo og graphite electrodes ug uban pang artipisyal nga produkto sa graphite kasagarang gihimo gamit ang low sulfur coke.
Ang needle coke usa ka klase sa taas nga kalidad nga coke nga adunay klaro nga fibrous texture, ubos kaayo nga thermal expansion coefficient ug dali nga graphitization. Kung mabuak ang coke, mahimo kini nga bahinon ngadto sa nipis nga mga piraso sumala sa texture (ang aspect ratio kasagaran labaw sa 1.75). Ang anisotropic fibrous structure makita ubos sa polarizing microscope, ug busa gitawag nga needle coke.
Klaro kaayo ang anisotropy sa physico-mechanical properties sa needle coke. Maayo kini og electrical ug thermal conductivity nga parallel sa long axis direction sa particle, ug ubos ang coefficient sa thermal expansion. Sa extrusion molding, ang long axis sa kadaghanan sa mga particle gihan-ay sa extrusion direction. Busa, ang needle coke mao ang pangunang hilaw nga materyales para sa paggama og high-power o ultra-high-power graphite electrodes. Ang graphite electrode nga gihimo adunay ubos nga resistivity, gamay nga thermal expansion coefficient ug maayo nga thermal shock resistance.
Ang needle coke gibahin sa oil-based needle coke nga gihimo gikan sa petroleum residue ug coal-based needle coke nga gihimo gikan sa refined coal pitch raw materials.
Ang coal tar usa sa mga nag-unang produkto sa coal tar deep processing. Kini usa ka sagol nga lain-laing mga hydrocarbon, itom sa taas nga temperatura, semi-solid o solid sa taas nga temperatura, walay piho nga melting point, mohumok human sa pagpainit, ug dayon matunaw, nga adunay density nga 1.25-1.35 g/cm3. Sumala sa softening point niini, kini gibahin sa low temperature, medium temperature ug high temperature asphalt. Ang medium temperature asphalt yield kay 54-56% sa coal tar. Ang komposisyon sa coal tar komplikado kaayo, nga may kalabutan sa mga kabtangan sa coal tar ug sa sulod sa heteroatoms, ug apektado usab sa coking process system ug coal tar processing conditions. Daghang mga indicator para sa pag-characterize sa coal tar pitch, sama sa bitumen softening point, toluene insolubles (TI), quinoline insolubles (QI), coking values, ug coal pitch rheology.
Ang coal tar gigamit isip binder ug impregnant sa industriya sa carbon, ug ang performance niini adunay dakong epekto sa proseso sa produksiyon ug kalidad sa produkto sa mga produkto sa carbon. Ang binder asphalt kasagaran naggamit og medium-temperature o medium-temperature modified asphalt nga adunay kasarangan nga softening point, taas nga coking value, ug taas nga β resin. Ang impregnating agent usa ka medium temperature asphalt nga adunay ubos nga softening point, ubos nga QI, ug maayo nga rheological properties.
Ang mosunod nga hulagway nagpakita sa proseso sa produksiyon sa graphite electrode sa carbon enterprise.
Kalsinasyon: Ang hilaw nga materyales nga adunay karbon gipainit sa taas nga temperatura aron mapagawas ang kaumog ug dali moalisngaw nga mga butang nga anaa niini, ug ang proseso sa produksiyon nga katumbas sa pag-uswag sa orihinal nga performance sa pagluto gitawag nga kalsinasyon. Kasagaran, ang hilaw nga materyales nga adunay karbon gipakalsina gamit ang gas ug ang kaugalingon nga dali moalisngaw isip tinubdan sa kainit, ug ang pinakataas nga temperatura kay 1250-1350 °C.
Ang kalsinasyon makahimo og dakong mga pagbag-o sa istruktura ug pisikal nga kemikal nga mga kabtangan sa mga hilaw nga materyales nga adunay karbon, labi na sa pagpauswag sa densidad, mekanikal nga kusog ug electrical conductivity sa coke, pagpauswag sa kemikal nga kalig-on ug resistensya sa oksihenasyon sa coke, nga nagbutang sa pundasyon alang sa sunod nga proseso.
Ang mga kagamitan sa pag-calcine kasagaran naglakip sa tank calciner, rotary kiln ug electric calciner. Ang quality control index sa calcination mao nga ang tinuod nga densidad sa petroleum coke dili moubos sa 2.07g/cm3, ang resistivity dili molapas sa 550μΩ.m, ang tinuod nga densidad sa needle coke dili moubos sa 2.12g/cm3, ug ang resistivity dili molapas sa 500μΩ.m.
Pagdugmok sa hilaw nga materyales ug mga sangkap
Sa dili pa ang pag-batch, ang kinadaghanang calcined petroleum coke ug needle coke kinahanglan nga dugmokon, galingon, ug salaan.
Ang medium crushing kasagarang gihimo pinaagi sa mga kagamitan sa pagdugmok nga mga 50 mm gamit ang jaw crusher, hammer crusher, roll crusher ug uban pa aron dugang dugmokon ang materyal nga gidak-on nga 0.5-20 mm nga gikinahanglan alang sa pag-batching.
Ang paggaling usa ka proseso sa paggaling sa usa ka materyal nga adunay karbon ngadto sa usa ka gamay nga tipik nga daw pulbos nga 0.15 mm o ubos pa ug usa ka gidak-on sa tipik nga 0.075 mm o ubos pa gamit ang usa ka suspension-type ring roll mill (Raymond mill), usa ka ball mill, o susama niini.
Ang screening usa ka proseso diin ang lain-laing mga materyales, human sa pagdugmok, gibahin ngadto sa daghang gidak-on sa partikulo nga adunay gamay nga gidak-on pinaagi sa sunod-sunod nga mga salaan nga adunay parehas nga mga buho. Ang produksiyon sa kasamtangang elektrod kasagaran nagkinahanglan og 4-5 ka pellets ug 1-2 ka powder grade.
Ang mga sangkap mao ang mga proseso sa produksiyon alang sa pagkalkulo, pagtimbang, ug pag-focus sa lainlaing mga aggregate sa mga aggregate, pulbos, ug binder sumala sa mga kinahanglanon sa pormulasyon. Ang siyentipikong kaangayan sa pormulasyon ug ang kalig-on sa operasyon sa batching usa sa labing hinungdanon nga mga hinungdan nga nakaapekto sa indeks sa kalidad ug pasundayag sa produkto.
Ang pormula kinahanglan nga motino sa 5 ka aspeto:
1 Pilia ang klase sa hilaw nga materyales;
2 pagtino sa proporsyon sa lain-laing klase sa hilaw nga materyales;
3 pagtino sa gidak-on sa tipik sa solidong hilaw nga materyal;
4 mahibal-an ang gidaghanon sa binder;
5 Tinoa ang klase ug gidaghanon sa mga additives.
Pagmasa: Pagsagol ug pag-ihap sa lain-laing gidak-on sa partikulo sa mga carbonaceous granules ug powder nga adunay piho nga gidaghanon sa binder sa usa ka piho nga temperatura, ug pagmasa sa plasticity paste ngadto sa usa ka proseso nga gitawag og kneading.
Proseso sa pagmasa: uga nga pagsagol (20-35 min) basa nga pagsagol (40-55 min)
Ang papel sa pagmasahe:
1 Kung gisagol nga uga, ang lainlaing mga hilaw nga materyales parehas nga gisagol, ug ang solidong mga materyales nga adunay karbon nga lainlain ang gidak-on sa mga partikulo parehas nga gisagol ug gipuno aron mapaayo ang pagka-compact sa sagol;
2 Human sa pagdugang og coal tar pitch, ang uga nga materyal ug ang aspalto parehas nga gisagol. Ang likido nga aspalto parehas nga nagtabon ug nagbasa sa nawong sa mga granules aron maporma ang usa ka layer sa aspalto nga nagbugkos, ug ang tanan nga mga materyales gihiusa sa usag usa aron maporma ang usa ka homogenous nga plastik nga smear. Makatabang sa paghulma;
3 ka bahin sa coal tar pitch ang motuhop sa sulod nga bahin sa carbonaceous nga materyal, nga dugang nga nagdugang sa densidad ug pagkadugtong sa paste.
Paghulma: Ang paghulma sa materyal nga carbon nagtumong sa proseso sa plastik nga pag-deform sa gimasa nga carbon paste ubos sa eksternal nga puwersa nga gigamit sa kagamitan sa paghulma aron sa katapusan maporma ang usa ka berde nga lawas (o hilaw nga produkto) nga adunay usa ka piho nga porma, gidak-on, densidad ug kusog.
Mga klase sa paghulma, kagamitan ug mga produkto nga gihimo:
Pamaagi sa paghulma
Komon nga kagamitan
mga pangunang produkto
Paghulma
Bertikal nga hydraulic press
De-kuryenteng karbon, ubos nga grado nga pino nga istruktura nga grapayt
Pigaon
Pahigda nga hydraulic extruder
Tig-extrude sa tornilyo
Elektroda sa grapayt, elektroda sa kwadro
Paghulma sa pag-vibrate
Makina sa paghulma sa vibration
Aluminyo nga tisa nga karbon, tisa nga karbon nga blast furnace
Isostatic nga pagpindot
Isostatic nga makina sa paghulma
Isotropikong grapayt, anisotropikong grapayt
Operasyon sa pagpislit
1 ka bugnaw nga materyal: materyal nga pangpabugnaw sa disc, materyal nga pangpabugnaw sa silindro, mga materyales nga pangpabugnaw sa pagsagol ug pagmasa, ug uban pa.
Ipagawas ang mga volatile, ipaubos sa angay nga temperatura (90-120 ° C) aron madugangan ang pagdikit, aron ang pagkabara sa paste parehas sulod sa 20-30 minuto.
2 Pagkarga: i-press ang lift baffle —– 2-3 ka beses nga pagputol—-4-10MPa compaction
3 pre-pressure: pressure 20-25MPa, oras 3-5min, samtang nag-vacuum
4 extrusion: iduso ang baffle —5-15MPa extrusion — putlon — ngadto sa cooling sink
Teknikal nga mga parametro sa extrusion: compression ratio, press chamber ug nozzle temperature, cooling temperature, preload pressure time, extrusion pressure, extrusion speed, cooling water temperature
Inspeksyon sa berdeng lawas: densidad sa bulk, pag-tap sa hitsura, pag-analisar
Kalsinasyon: Kini usa ka proseso diin ang green body sa produkto sa carbon gipuno sa usa ka espesyal nga gidisenyo nga heating furnace ubos sa proteksyon sa filler aron mahimo ang high-temperature heat treatment aron ma-carbonize ang coal pitch sa green body. Ang bitumen coke nga naporma human sa carbonization sa coal bitumen mopalig-on sa carbonaceous aggregate ug sa mga powder particle, ug ang calcined carbon product adunay taas nga mechanical strength, ubos nga electrical resistivity, maayo nga thermal stability ug chemical stability.
Ang kalsinasyon usa sa mga nag-unang proseso sa paghimo og mga produkto nga carbon, ug usa usab ka importante nga bahin sa tulo ka dagkong proseso sa pagtambal sa kainit sa paghimo og graphite electrode. Ang siklo sa paghimo og kalsinasyon taas (22-30 ka adlaw para sa pagluto, 5-20 ka adlaw para sa mga hurno para sa 2 ka pagluto), ug mas taas nga konsumo sa enerhiya. Ang kalidad sa green roasting adunay epekto sa kalidad sa nahuman nga produkto ug sa gasto sa produksyon.
Ang berde nga coal pitch sa green body giluto sa coke atol sa proseso sa pag-roast, ug mga 10% sa volatile matter ang gipagawas, ug ang volume gihimo pinaagi sa 2-3% nga pagkunhod, ug ang pagkawala sa masa kay 8-10%. Ang pisikal ug kemikal nga mga kabtangan sa carbon billet nausab usab pag-ayo. Ang porosity mikunhod gikan sa 1.70 g/cm3 ngadto sa 1.60 g/cm3 ug ang resistivity mikunhod gikan sa 10000 μΩ·m ngadto sa 40-50 μΩ·m tungod sa pagtaas sa porosity. Ang mekanikal nga kusog sa calcined billet dako usab. Para sa pagpaayo.
Ang ikaduhang pagluto (secondary baking) usa ka proseso diin ang gikalsina nga produkto ituslob ug dayon ikalsina aron ma-carbonize ang pitch nga gilubog sa mga pores sa gikalsina nga produkto. Ang mga electrode nga nanginahanglan og mas taas nga bulk density (tanang klase gawas sa RP) ug mga joint blank kinahanglan nga i-bibake, ug ang mga joint blank gipailalom usab sa three-dip four-bake o two-dip three-bake.
Pangunang klase sa roaster sa hurnohan:
Padayon nga operasyon—-ring furnace (nga adunay tabon, walay tabon), tunnel kiln
Panagsa nga operasyon—-reverse kiln, under-floor roaster, box roaster
Kurba sa kalsinasyon ug pinakataas nga temperatura:
Usa ka higayon nga pag-ihaw—-320, 360, 422, 480 ka oras, 1250 °C
Ikaduhang pag-ihaw—-125, 240, 280 ka oras, 700-800 °C
Inspeksyon sa mga linuto nga produkto: pag-tap sa hitsura, electrical resistivity, bulk density, compressive strength, internal structure analysis
Ang impregnation usa ka proseso diin ang usa ka carbon material gibutang sa usa ka pressure vessel ug ang liquid impregnant pitch gituslob sa mga pores sa product electrode ubos sa piho nga temperatura ug pressure conditions. Ang katuyoan niini mao ang pagpakunhod sa porosity sa produkto, pagdugang sa bulk density ug mechanical strength sa produkto, ug pagpauswag sa electrical ug thermal conductivity sa produkto.
Ang proseso sa impregnation ug ang mga may kalabutan nga teknikal nga parametro mao ang: roasting billet – paglimpyo sa nawong – pagpainit daan (260-380 °C, 6-10 ka oras) – pagkarga sa tangke sa impregnation – pag-vacuum (8-9KPa, 40-50min) – Pag-inject og bitumen (180-200 °C) – Pressurization (1.2-1.5 MPa, 3-4 ka oras) – Pagbalik sa aspalto – Pagpabugnaw (sulod o gawas sa tangke)
Inspeksyon sa mga produkto nga gi-impregnate: rate sa pagtaas sa timbang sa impregnation G=(W2-W1)/W1×100%
Usa ka pag-ubos sa timbang nga rate ≥14%
Rate sa pagtaas sa timbang sa ikaduhang gi-impregnate nga produkto ≥ 9%
Tulo ka produkto nga gituslob ang pagtaas sa timbang ≥ 5%
Ang graphitization nagtumong sa usa ka proseso sa pagtambal sa kainit nga taas ang temperatura diin ang usa ka produkto sa carbon gipainit sa temperatura nga 2300 ° C o labaw pa sa usa ka protective medium sa usa ka high-temperature electric furnace aron mabag-o ang usa ka amorphous layered nga istruktura sa carbon ngadto sa usa ka three-dimensional nga han-ay nga istruktura sa kristal nga graphite.
Ang katuyoan ug epekto sa graphitization:
1. Mopauswag sa conductivity ug thermal conductivity sa carbon material (ang resistivity mokunhod og 4-5 ka pilo, ug ang thermal conductivity motaas og mga 10 ka pilo);
2. Mopauswag sa resistensya sa thermal shock ug kemikal nga kalig-on sa materyal nga carbon (linear expansion coefficient nga mikunhod sa 50-80%);
3 aron mahimo ang lubricity ug abrasion resistance sa carbon nga materyal;
4. Ang mga hugaw sa tambutso, mopaayo sa kaputli sa materyal nga carbon (ang sulud sa abo sa produkto mikunhod gikan sa 0.5-0.8% ngadto sa mga 0.3%).
Ang pagkatuman sa proseso sa graphitization:
Ang pag-graphitize sa carbon material gihimo sa taas nga temperatura nga 2300-3000 °C, busa mahimo ra kini pinaagi sa electric heating sa industriya, buot ipasabot, ang kuryente direktang moagi sa gipainit nga calcined product, ug ang calcined product nga gi-charge sa furnace mamugna sa electric current sa taas nga temperatura. Ang konduktor usa usab ka butang nga gipainit sa taas nga temperatura.
Ang mga hurno nga kaylap nga gigamit karon naglakip sa mga hurno sa Acheson graphitization ug mga hurno sa internal heat cascade (LWG). Ang una adunay dako nga output, dako nga kalainan sa temperatura, ug taas nga konsumo sa kuryente. Ang ikaduha adunay mubo nga oras sa pagpainit, ubos nga konsumo sa kuryente, parehas nga resistensya sa kuryente, ug dili angay alang sa pagkabit.
Ang pagkontrol sa proseso sa graphitization gikontrol pinaagi sa pagsukod sa kurba sa kuryente nga angay sa kondisyon sa pagtaas sa temperatura. Ang oras sa suplay sa kuryente kay 50-80 ka oras para sa Acheson furnace ug 9-15 ka oras para sa LWG furnace.
Ang konsumo sa kuryente sa graphitization dako kaayo, kasagaran 3200-4800KWh, ug ang gasto sa proseso nagkantidad og mga 20-35% sa kinatibuk-ang gasto sa produksiyon.
Inspeksyon sa mga produktong gi-graphitize: pag-tap sa hitsura, pagsulay sa resistivity
Pagmakina: Ang katuyoan sa mekanikal nga pagmakina sa mga materyales sa carbon graphite mao ang pagkab-ot sa gikinahanglan nga gidak-on, porma, katukma, ug uban pa pinaagi sa pagputol aron mahimo ang lawas sa elektrod ug mga lutahan nga nahiuyon sa mga kinahanglanon sa paggamit.
Ang pagproseso sa graphite electrode gibahin sa duha ka independente nga proseso sa pagproseso: ang lawas sa electrode ug ang lutahan.
Ang pagproseso sa lawas naglakip sa tulo ka lakang sa pag-boring ug bagis nga patag nga nawong sa tumoy, lingin sa gawas ug patag nga nawong sa tumoy ug hilo sa paggaling. Ang pagproseso sa conical joint mahimong bahinon sa 6 ka proseso: pagputol, patag nga nawong sa tumoy, nawong sa car cone, hilo sa paggaling, bolt sa pag-drill ug pag-slot.
Koneksyon sa mga lutahan sa elektrod: koneksyon sa conical joint (tulo ka buckle ug usa ka buckle), koneksyon sa cylindrical joint, koneksyon sa bump (koneksyon sa lalaki ug babaye)
Pagkontrol sa katukma sa pag-machining: thread taper deviation, thread pitch, joint (lungag) large diameter deviation, joint hole coaxiality, joint hole verticality, electrode end face flatness, joint four-point deviation. Susiha gamit ang espesyal nga ring gauge ug plate gauge.
Inspeksyon sa nahuman nga mga electrode: katukma, gibug-aton, gitas-on, diametro, bulk density, resistivity, pre-assembly tolerance, ug uban pa.
Oras sa pag-post: Oktubre-31-2019