Grafytelektrode is in heechtemperatuerbestindich grafytgeleidend materiaal produsearre troch petroleumkneden, nullekoks as aggregaat en stienkoalbitumen as bindmiddel, dy't produsearre wurde troch in searje prosessen lykas kneden, foarmjen, roastjen, impregnearjen, grafitisearjen en meganyske ferwurking.
De grafytelektrode is in wichtich heechtemperatuergeliedend materiaal foar elektryske stielproduksje. De grafytelektrode wurdt brûkt om elektryske enerzjy yn 'e elektryske oven yn te fieren, en de hege temperatuer dy't ûntstiet troch de bôge tusken it elektrode-ein en de lading wurdt brûkt as waarmteboarne om de lading te smelten foar stielproduksje. Oare ertsovens dy't materialen lykas giel fosfor, yndustrieel silisium en abrasiven smelte, brûke ek grafytelektroden as geliedend materiaal. De poerbêste en spesjale fysike en gemyske eigenskippen fan grafytelektroden wurde ek in soad brûkt yn oare yndustriële sektoaren.
De grûnstoffen foar de produksje fan grafytelektroden binne petroleumkoks, nullekoks en koalteerpek.
Petroleumkoks is in brânber fêst produkt dat krigen wurdt troch it koken fan koalresten en petroleumpek. De kleur is swart en poreus, it wichtichste elemint is koalstof, en it jiskegehalte is tige leech, oer it algemien ûnder 0,5%. Petroleumkoks heart ta de klasse fan maklik grafitisearre koalstof. Petroleumkoks hat in breed skala oan gebrûken yn 'e gemyske en metallurgyske yndustry. It is de wichtichste grûnstof foar it produsearjen fan keunstmjittige grafytprodukten en koalstofprodukten foar elektrolytysk aluminium.
De petroleumkoks kin wurde ferdield yn twa soarten: rau koks en kalsinearre koks neffens de waarmtebehannelingtemperatuer. De eardere petroleumkoks dy't krigen wurdt troch fertrage koksing befettet in grutte hoemannichte flechtige stoffen, en de meganyske sterkte is leech. De kalsinearre koks wurdt krigen troch kalsinaasje fan rau koks. De measte raffinaazjes yn Sina produsearje allinich koks, en kalsinaasjeoperaasjes wurde meast útfierd yn koalstofplanten.
Petroleumkoks kin wurde ferdield yn koks mei hege swevel (mei mear as 1,5% swevel), koks mei middelmatige swevel (mei 0,5%-1,5% swevel), en koks mei lege swevel (mei minder as 0,5% swevel). De produksje fan grafytelektroden en oare keunstmjittige grafytprodukten wurdt oer it algemien produsearre mei koks mei lege swevel.
Naaldkoks is in soarte fan hege kwaliteit koks mei in dúdlike fezelrige tekstuer, in tige lege termyske útwreidingskoëffisjint en maklike grafitisearring. As de koks brutsen is, kin it neffens tekstuer yn tinne strips splitst wurde (de aspektferhâlding is oer it generaal boppe 1.75). In anisotropyske fezelrige struktuer kin ûnder in polarisearjende mikroskoop waarnommen wurde, en wurdt dêrom naaldkoks neamd.
De anisotropie fan 'e fysyk-meganyske eigenskippen fan naaldkoks is tige dúdlik. It hat in goede elektryske en termyske gelieding parallel oan 'e lange asrjochting fan it dieltsje, en de termyske útwreidingskoëffisjint is leech. By ekstruzjefoarmjen wurdt de lange as fan 'e measte dieltsjes yn 'e ekstruzjerjochting pleatst. Dêrom is naaldkoks de wichtichste grûnstof foar it meitsjen fan grafytelektroden mei hege krêft of ultra-hege krêft. De produsearre grafytelektrode hat in lege wjerstân, in lytse termyske útwreidingskoëffisjint en goede termyske skokbestindigens.
Needlecokes wurdt ferdield yn needlecokes op oaljebasis produsearre út petroleumresiduen en needlecokes op stienkoalbasis produsearre út raffinearre stienkoalpikgrûnstoffen.
Koalteer is ien fan 'e wichtichste produkten fan djippe ferwurking fan koalteer. It is in mingsel fan ferskate koalwetterstoffen, swart by hege temperatuer, healfêst of fêst by hege temperatuer, gjin fêst smeltpunt, sêft nei ferwaarming, en dan smelte, mei in tichtheid fan 1.25-1.35 g/cm3. Neffens it sêftingspunt wurdt it ferdield yn leechtemperatuer-, middeltemperatuer- en hegetemperatuerasfalt. De opbringst fan middeltemperatuerasfalt is 54-56% fan koalteer. De gearstalling fan koalteer is ekstreem yngewikkeld, wat relatearre is oan 'e eigenskippen fan koalteer en it gehalte oan heteroatomen, en wurdt ek beynfloede troch it koksprosessysteem en de omstannichheden fan koalteerferwurking. D'r binne in protte yndikatoaren foar it karakterisearjen fan koalteerpek, lykas bitumen sêftingspunt, tolueen-ûnoplosbere stoffen (TI), kinoline-ûnoplosbere stoffen (QI), koksingswearden, en koalteerpekreology.
Koalteer wurdt brûkt as in bindemiddel en impregnant yn 'e koalstofyndustry, en syn prestaasjes hawwe in grutte ynfloed op it produksjeproses en de produktkwaliteit fan koalstofprodukten. It bindemiddelasfalt brûkt oer it algemien in middeltemperatuer- of middeltemperatuermodifisearre asfalt mei in matich sêftingspunt, in hege kookswearde en in hege β-hars. It impregneringsmiddel is in middeltemperatuerasfalt mei in leech sêftingspunt, in lege kwaliteitsynhâld en goede reologyske eigenskippen.
De folgjende ôfbylding lit it produksjeproses fan grafytelektrode yn in koalstofbedriuw sjen.
Kalsinaasje: De koalstofhoudende grûnstof wurdt waarmtebehannele op in hege temperatuer om it focht en de flechtige stoffen dy't deryn sitte te ûntladen, en it produksjeproses dat oerienkomt mei de ferbettering fan 'e oarspronklike kookprestaasjes wurdt kalsinaasje neamd. Yn 't algemien wurdt de koalstofhoudende grûnstof kalsinearre troch gas en syn eigen flechtige stoffen as waarmteboarne te brûken, en de maksimumtemperatuer is 1250-1350 °C.
Kalsinaasje makket djipgeande feroarings yn 'e struktuer en fysyk-gemyske eigenskippen fan koalstofhoudende grûnstoffen, benammen yn it ferbetterjen fan 'e tichtheid, meganyske sterkte en elektryske gelieding fan koks, it ferbetterjen fan 'e gemyske stabiliteit en oksidaasjebestriding fan koks, en it lizzen fan in basis foar it folgjende proses.
Kalsinearre apparatuer omfettet benammen tankkalsinatoren, rotearjende ovens en elektryske kalsinatoren. De kwaliteitskontrôle-yndeks fan kalsinaasje is dat de wiere tichtheid fan petroleumkoks net minder is as 2,07 g/cm3, de wjerstân net mear is as 550 μΩ.m, de wiere tichtheid fan naaldkoks net minder is as 2,12 g/cm3, en de wjerstân net mear is as 500 μΩ.m.
Grûnstoffen ferpletterje en yngrediïnten
Foar it batchjen moat de bulkkalsinearre petroleumkoks en naaldkoks ferpletterd, gemalen en sieve wurde.
It middelgrutte ferpletterjen wurdt meastal útfierd troch ferpletteringsapparatuer fan sawat 50 mm fia in kaakbreker, in hammerbreker, in rolbreker en soksoarte dingen om it materiaal fan 0,5-20 mm grutte dat nedich is foar it batchjen fierder te ferpletterjen.
Millen is in proses fan it malen fan in koalstofhâldich materiaal ta in poeierich lyts dieltsje fan 0,15 mm of minder en in dieltsjegrutte fan 0,075 mm of minder troch middel fan in ringrolmûne fan it ophangingstype (Raymond-mûne), in kûgelmûne, of soksoarte.
Sifting is in proses wêrby't in breed skala oan materialen nei in ferplettering ferdield wurdt yn ferskate dieltsjegrutteberik mei in smel berik fan gruttes troch in searje sieven mei unifoarme iepeningen. De hjoeddeiske elektrodeproduksje fereasket meastentiids 4-5 pellets en 1-2 poeiergraden.
Yngrediïnten binne de produksjeprosessen foar it berekkenjen, weagjen en fokusjen fan 'e ferskate aggregaten fan aggregaten en poeders en bindmiddels neffens de formulearringseasken. De wittenskiplike geskiktheid fan 'e formulearring en de stabiliteit fan 'e batchoperaasje binne ûnder de wichtichste faktoaren dy't ynfloed hawwe op 'e kwaliteitsyndeks en prestaasjes fan it produkt.
De formule moat 5 aspekten bepale:
1 Selektearje it type grûnstoffen;
2 bepale de ferhâlding fan ferskate soarten grûnstoffen;
3 it bepalen fan 'e dieltsjegrutte-gearstalling fan 'e fêste grûnstof;
4 bepale de hoemannichte bindmiddel;
5 Bepale it type en de hoemannichte tafoegings.
Kneden: It mingen en kwantifisearjen fan koalstofhoudende korrels en poeders fan ferskate dieltsjegrutte mei in bepaalde hoemannichte binder by in bepaalde temperatuer, en it kneden fan 'e plastisiteitspasta yn in proses dat kneden neamd wurdt.
Kneedproses: droech mingen (20-35 min) wiet mingen (40-55 min)
De rol fan kneden:
1 By it droech mingen wurde de ferskate grûnstoffen unifoarm mingd, en de fêste koalstofhoudende materialen fan ferskate dieltsjegrutte wurde unifoarm mingd en foldien om de kompaktheid fan it mingsel te ferbetterjen;
2 Nei it tafoegjen fan koalteerpek wurde it droege materiaal en it asfalt gelijkmatig mingd. It floeibere asfalt bedekt en befocht it oerflak fan 'e korrels gelijkmatig om in laach asfaltbininglaach te foarmjen, en alle materialen wurde oan elkoar ferbûn om in homogene plestike smeer te foarmjen. Geunstich foar it foarmjen;
3 dielen koalteerpek penetrearje yn 'e binnenromte fan it koalstofhoudende materiaal, wêrtroch't de tichtheid en kohesiviteit fan 'e pasta fierder fergruttet.
Foarmjen: It foarmjen fan koalstofmateriaal ferwiist nei it proses fan it plastysk deformearjen fan 'e kneade koalstofpasta ûnder de eksterne krêft dy't tapast wurdt troch de foarmapparatuer om úteinlik in grien lichem (of rau produkt) te foarmjen mei in bepaalde foarm, grutte, tichtens en sterkte.
Soarten foarmjouwing, apparatuer en produsearre produkten:
Gietmetoade
Mienskiplike apparatuer
wichtichste produkten
Gieten
Fertikale hydraulyske parse
Elektryske koalstof, leechweardige fynstruktuergrafyt
Knipe
Horizontale hydraulyske ekstruder
Skroef-ekstruder
Grafytelektrode, fjouwerkante elektrode
Trillingsfoarmjen
Trillingsfoarmmasine
Aluminium koalstofstien, heechoven koalstofstien
Isostatyske persing
Isostatyske foarmmasine
Isotropyske grafyt, anisotropyske grafyt
Knijpoperaasje
1 koel materiaal: skiifkoelmateriaal, silinderkoelmateriaal, mingjende en knedende koelmaterialen, ensfh.
Lit de flechtige stoffen ûntslein, ferminderje nei in geskikte temperatuer (90-120 °C) om de hechting te fergrutsjen, sadat de blokkerigens fan 'e pasta 20-30 minuten unifoarm is.
2 Laden: druk op 'e liftbaffle - 2-3 kear snijden - 4-10MPa komprimaasje
3 foardruk: druk 20-25MPa, tiid 3-5min, by it stofzuigjen
4 ekstruzje: druk de baffle nei ûnderen - 5-15MPa ekstruzje - snij - yn 'e koelbak
Technyske parameters fan ekstruzje: kompresjeferhâlding, parsekeamer- en nozzletemperatuer, koeltemperatuer, foardruktiid, ekstruzjedruk, ekstruzjesnelheid, koelwettertemperatuer
Griene lichemsynspeksje: bulkdichtheid, uterlik tapping, analyze
Kalsinaasje: It is in proses wêrby't it griene lichem fan it koalstofprodukt yn in spesjaal ûntworpen ferwaarmingsoven ûnder de beskerming fan 'e filler foldien wurdt om hege-temperatuer waarmtebehanneling út te fieren om de koalpek yn it griene lichem te karbonisearjen. De bitumenkoks dy't ûntstiet nei de karbonisaasje fan it koalbitumen ferhurdet it koalstofaggregaat en de poeierdieltsjes tegearre, en it kalsinearre koalstofprodukt hat hege meganyske sterkte, lege elektryske wjerstân, goede termyske stabiliteit en gemyske stabiliteit.
Kalsinaasje is ien fan 'e wichtichste prosessen yn 'e produksje fan koalstofprodukten, en is ek in wichtich ûnderdiel fan 'e trije grutte waarmtebehannelingsprosessen fan grafytelektrodeproduksje. De kalsinaasjeproduksjesyklus is lang (22-30 dagen foar bakken, 5-20 dagen foar ovens foar 2 bakken), en heger enerzjyferbrûk. De kwaliteit fan griene roasting hat ynfloed op 'e kwaliteit fan it ôfmakke produkt en de produksjekosten.
De griene koalpek yn it griene lichem wurdt ferkookt tidens it roastproses, en sawat 10% fan 'e flechtige matearje wurdt ûntslein, en it folume wurdt produsearre troch 2-3% krimp, en it massaferlies is 8-10%. De fysike en gemyske eigenskippen fan 'e koalstofbillet feroaren ek signifikant. De porositeit naam ôf fan 1,70 g/cm3 nei 1,60 g/cm3 en de wjerstân naam ôf fan 10000 μΩ·m nei 40-50 μΩ·m troch de tanimming fan porositeit. De meganyske sterkte fan 'e kalsinearre billet wie ek grut. Foar ferbettering.
It sekundêre bakken is in proses wêrby't it kalsinearre produkt ûnderdompele wurdt en dan kalsinearre wurdt om de pik dy't yn 'e poaren fan it kalsinearre produkt ûnderdompele is te karbonisearjen. Elektroden dy't in hegere bulkdichtheid nedich binne (alle farianten útsein RP) en ferbiningsblanks moatte bibakt wurde, en de ferbiningsblanks wurde ek ûnderwurpen oan trije-dip fjouwer-bak of twa-dip trije-bak.
Haadtype fan roaster foar oven:
Kontinue operaasje - ringoven (mei deksel, sûnder deksel), tunneloven
Yntermitterende operaasje - omkearde oven, ûnderflierroaster, doazeroaster
Kalsinaasjekurve en maksimale temperatuer:
Ienmalige roasting - 320, 360, 422, 480 oeren, 1250 °C
Sekundêre roasting - 125, 240, 280 oeren, 700-800 °C
Ynspeksje fan bakte produkten: uterlik tapjen, elektryske wjerstân, bulkdichtheid, kompresjesterkte, ynterne struktueranalyze
Impregnaasje is in proses wêrby't in koalstofmateriaal yn in drukfet pleatst wurdt en de floeibere impregnaasjepek ûnder bepaalde temperatuer- en drukomstannichheden yn 'e poaren fan' e produktelektrode ûnderdompele wurdt. It doel is om de porositeit fan it produkt te ferminderjen, de bulkdichtheid en meganyske sterkte fan it produkt te ferheegjen, en de elektryske en termyske geliedingsfermogen fan it produkt te ferbetterjen.
It ympregnaasjeproses en relatearre technyske parameters binne: roastjen fan billet - oerflakreiniging - foarferwaarmjen (260-380 °C, 6-10 oeren) - laden fan 'e ympregnaasjetank - fakuümsuigjen (8-9KPa, 40-50min) - Ynjeksje fan bitumen (180-200 °C) - Druksetting (1.2-1.5 MPa, 3-4 oeren) - Weromgean nei asfalt - Koeling (binnen of bûten de tank)
Ynspeksje fan ympregnearre produkten: ympregnaasjegewichtswinstpersintaazje G = (W2-W1) / W1 × 100%
Ien dûkende gewichtswinningsrate ≥14%
Sekundêr ympregnearre produkt gewichtswinningsrate ≥ 9%
Trije dûkprodukten gewichtswinningspersintaazje ≥ 5%
Grafitisearring ferwiist nei in waarmtebehannelingproses by hege temperatuer wêrby't in koalstofprodukt ferwaarme wurdt ta in temperatuer fan 2300 °C of mear yn in beskermjend medium yn in elektryske oven by hege temperatuer om in amorfe laachstruktuer fan koalstof te konvertearjen yn in trijediminsjonale oardere grafytkristalstruktuer.
It doel en effekt fan grafitisaasje:
1 ferbetterje de konduktiviteit en termyske konduktiviteit fan it koalstofmateriaal (de wjerstân wurdt 4-5 kear fermindere, en de termyske konduktiviteit wurdt sawat 10 kear ferhege);
2 ferbetterje de termyske skokbestriding en gemyske stabiliteit fan it koalstofmateriaal (lineêre útwreidingskoëffisjint fermindere mei 50-80%);
3 om it koalstofmateriaal smerigens en slijtvastheid te meitsjen;
4 Útlaat ûnreinheden, ferbetterje de suverens fan it koalstofmateriaal (it jiskegehalte fan it produkt wurdt fermindere fan 0,5-0,8% nei sawat 0,3%).
De realisaasje fan it grafitisaasjeproses:
De grafitisaasje fan koalstofmateriaal wurdt útfierd by in hege temperatuer fan 2300-3000 °C, dus it kin allinich realisearre wurde troch elektryske ferwaarming yn 'e yndustry, dat wol sizze, de stroom giet direkt troch it ferwaarme kalsinearre produkt, en it kalsinearre produkt dat yn 'e oven laden wurdt, wurdt generearre troch de elektryske stroom by in hege temperatuer. De geleider is wer in objekt dat ferwaarme wurdt ta in hege temperatuer.
Ovens dy't op it stuit in soad brûkt wurde binne ûnder oaren Acheson-grafitisaasjeovens en ynterne waarmtekaskade-ovens (LWG). De earste hat in grutte útfier, in grut temperatuerferskil en in heech enerzjyferbrûk. De lêste hat in koarte ferwaarmingstiid, leech enerzjyferbrûk, unifoarme elektryske wjerstân en is net geskikt foar ynpassing.
De kontrôle fan it grafitisaasjeproses wurdt kontroleare troch it mjitten fan 'e elektryske krêftkromme dy't geskikt is foar de temperatuerstigingsomstannichheden. De stroomfoarsjenningstiid is 50-80 oeren foar de Acheson-oven en 9-15 oeren foar de LWG-oven.
It enerzjyferbrûk fan grafitisaasje is tige grut, oer it algemien 3200-4800KWh, en de proseskosten binne goed foar sawat 20-35% fan 'e totale produksjekosten.
Ynspeksje fan grafytisearre produkten: uterlik tapjen, wjerstânstest
Ferwurking: It doel fan meganyske ferwurking fan koalstofgrafytmaterialen is om de fereaske grutte, foarm, presyzje, ensfh. te berikken troch te snijen om it elektrodelichem en de gewrichten te meitsjen yn oerienstimming mei de easken fan gebrûk.
Grafytelektrodeferwurking is ferdield yn twa ûnôfhinklike ferwurkingsprosessen: elektrodelichem en ferbining.
De lichemsferwurking omfettet trije stappen fan boarjen en rûch meitsjen fan in flak einflak, in bûtenste sirkelfoarmige en in flak einflak en it frezen fan tried. De ferwurking fan in konyske ferbining kin wurde ferdield yn 6 prosessen: snijden, in flak einflak, in autokonyske ferbining, in triedfrees, in boutboarring en in sleuf.
Ferbining fan elektrodeferbiningen: konyske ferbining (trije gespen en ien gesp), silindryske ferbining, bumpferbining (manlike en froulike ferbining)
Kontrôle fan de krektens fan 'e ferwurking: ôfwiking fan 'e tapse tried, triedsteek, ôfwiking fan grutte diameter fan 'e ferbining (gat), koaksialiteit fan it ferbiningsgat, fertikale posysje fan it ferbiningsgat, flakheid fan it einflak fan 'e elektrode, ôfwiking fan fjouwer punten fan 'e ferbining. Kontrolearje mei spesjale ringmeters en plaatmeters.
Ynspeksje fan ôfmakke elektroden: krektens, gewicht, lingte, diameter, bulkdichtheid, wjerstân, tolerânsje foar foarôfgeande gearstalling, ensfh.
Pleatsingstiid: 31 oktober 2019