Is ábhar seoltaí graifíte atá frithsheasmhach in aghaidh teochta ard é leictreoid graifíte a tháirgtear trí ghlúineáil peitriliam, cóic snáthaide mar chomhiomlán agus biotúman guail mar cheanglóir, a tháirgtear trí shraith próiseas amhail glúnadh, múnlú, róstadh, líonadh, graifítiú agus próiseáil mheicniúil.
Is ábhar seoltaí ardteochta tábhachtach é an leictreoid graifíte le haghaidh cruach leictreach a dhéanamh. Úsáidtear an leictreoid graifíte chun fuinneamh leictreach a ionchur isteach sa fhoirnéis leictreach, agus úsáidtear an teocht ard a ghintear ag an stua idir ceann an leictreoid agus an muirear mar fhoinse teasa chun an muirear a leá le haghaidh cruach a dhéanamh. Úsáideann foirnéisí méine eile a leáíonn ábhair cosúil le fosfar buí, sileacan tionsclaíoch, agus scríobaigh leictreoidí graifíte mar ábhair sheoltaí freisin. Úsáidtear airíonna fisiceacha agus ceimiceacha den scoth agus speisialta leictreoidí graifíte go forleathan in earnálacha tionsclaíocha eile freisin.
Is iad na hamhábhair le haghaidh táirgeadh leictreoidí graifíte ná cóc peitriliam, cóc snáthaide agus pic tarra guail.
Is táirge soladach inadhainte é cóc peitriliam a fhaightear trí iarmhar guail agus pic peitriliam a chócáil. Tá an dath dubh agus scagach, is é carbón an phríomhghné, agus tá an cion luaithreach an-íseal, faoi bhun 0.5% de ghnáth. Baineann cóc peitriliam leis an aicme carbóin atá furasta a ghraifítiú. Tá raon leathan úsáidí ag cóc peitriliam i dtionscail cheimiceacha agus miotalóireachta. Is é an príomh-amhábhar é chun táirgí graifíte saorga agus táirgí carbóin le haghaidh alúmanaim leictrealaíoch a tháirgeadh.
Is féidir cóc peitriliam a roinnt ina dhá chineál: cóc amh agus cóc cailcínithe de réir theocht na cóireála teasa. Tá méid mór so-ghalaithe sa chóc peitriliam a fhaightear trí chóc mhoillithe, agus tá an neart meicniúil íseal. Faightear cóc cailcínithe trí chalcadh cóic amh. Ní tháirgeann formhór na scaglanna sa tSín ach cóc, agus déantar oibríochtaí calcínithe den chuid is mó i ngléasraí carbóin.
Is féidir cóc peitriliam a roinnt ina chóc ard-sulfair (ina bhfuil níos mó ná 1.5% sulfair), cóc meánach sulfair (ina bhfuil 0.5%-1.5% sulfair), agus cóc íseal-sulfair (ina bhfuil níos lú ná 0.5% sulfair). De ghnáth, déantar táirgeadh leictreoidí graifíte agus táirgí graifíte saorga eile ag baint úsáide as cóc íseal-sulfair.
Is cineál cóic ardchaighdeáin é cóic snáthaide a bhfuil uigeacht shnáithíneach shoiléir aige, comhéifeacht leathnú teirmeach an-íseal agus graifítiú éasca. Nuair a bhristear an cóic, is féidir é a scoilteadh ina stiallacha tanaí de réir uigeachta (bíonn an cóimheas gné os cionn 1.75 i gcoitinne). Is féidir struchtúr snáithíneach neamh-isotropic a fheiceáil faoi mhicreascóp polaraithe, agus dá bhrí sin tugtar cóic snáthaide air.
Is léir go bhfuil aniseatrópacht i bhfeidhm ar airíonna fisiceacha-mheicniúla cóic snáthaide. Tá seoltacht leictreach agus theirmeach mhaith aige comhthreomhar le treo ais fhada an cháithnín, agus tá an comhéifeacht leathnúcháin theirmigh íseal. Agus an mhúnlú easbhrúite á dhéanamh, socraítear ais fhada an chuid is mó de na cáithníní sa treo easbhrúite. Dá bhrí sin, is é cóic snáthaide an t-amhábhar is tábhachtaí chun leictreoidí graifíte ardchumhachta nó thar a bheith ardchumhachta a mhonarú. Tá friotaíocht íseal, comhéifeacht leathnúcháin theirmigh beag agus friotaíocht mhaith turraing theirmigh ag an leictreoid graifíte a tháirgtear.
Roinntear cóc snáthaide ina chóc snáthaide bunaithe ar ola a tháirgtear ó iarmhar peitriliam agus cóc snáthaide bunaithe ar ghual a tháirgtear ó amhábhair pháirc guail scagtha.
Tá tarra guail ar cheann de na príomhtháirgí a dhéantar i bpróiseáil dhomhain tarra guail. Is meascán de hidreacarbóin éagsúla é, dubh ag teocht ard, leathsholadach nó soladach ag teocht ard, gan aon phointe leá socraithe, bogtar é tar éis téimh, agus ansin leáitear é, le dlús 1.25-1.35 g/cm3. De réir a phointe bogtha, roinntear é ina asfalt ísealteochta, meánteochta agus ardteochta. Is é toradh asfalt meánteochta 54-56% de tharra guail. Tá comhdhéanamh an tarra guail thar a bheith casta, rud a bhaineann le hairíonna an tarra guail agus ábhar heitrea-adamh, agus bíonn tionchar ag an gcóras próisis cóic agus coinníollacha próiseála tarra guail air freisin. Tá go leor táscairí ann chun pic tarra guail a shainiú, amhail pointe bogtha biotúman, tolúéin dothuaslagtha (TI), cuinóilín dothuaslagtha (QI), luachanna cóic, agus reolaíocht pic guail.
Úsáidtear tarra guail mar cheanglóir agus mar thuilteoir sa tionscal carbóin, agus bíonn tionchar mór ag a fheidhmíocht ar an bpróiseas táirgthe agus ar cháilíocht táirgí carbóin. De ghnáth, úsáideann an asfalt ceanglóra asfalt modhnaithe meánteochta nó meánteochta a bhfuil pointe bogtha measartha, luach cóic ard, agus roisín β ard aige. Is asfalt meánteochta é an gníomhaire tuilte a bhfuil pointe bogtha íseal, QI íseal, agus airíonna reolaíocha maithe aige.
Taispeánann an pictiúr seo a leanas próiseas táirgthe leictreoid graifíte i bhfiontar carbóin.
Calcination: Déantar an t-amhábhar carbónach a chóireáil teasa ag teocht ard chun an taise agus an t-ábhar so-ghalaithe atá ann a scaoileadh, agus tugtar calcination ar an bpróiseas táirgthe a fhreagraíonn do fheabhsú an fheidhmíochta chócaireachta bhunaidh. Go ginearálta, déantar an t-amhábhar carbónach a chalcination trí ghás agus a chuid so-ghalaithe féin a úsáid mar fhoinse teasa, agus is é 1250-1350 °C an teocht uasta.
Déanann calcination athruithe móra ar struchtúr agus airíonna fisiciceimiceacha amhábhar carbónach, go príomha chun dlús, neart meicniúil agus seoltacht leictreach cóic a fheabhsú, cobhsaíocht cheimiceach agus friotaíocht ocsaídiúcháin cóic a fheabhsú, agus bunús a leagan don phróiseas ina dhiaidh sin.
Is éard atá i gceist le trealamh calcinithe den chuid is mó ná calcinéir umar, áith rothlach agus calcinéir leictreach. Is é innéacs rialaithe cáilíochta an chalcinithe ná nach lú ná 2.07g/cm3 fíordlús an chóic peitriliam, nach mó ná 550μΩ.m an fhriotaíocht, nach lú ná 2.12g/cm3 fíordlús an chóic snáthaide, agus nach mó ná 500μΩ.m an fhriotaíocht.
Brúiteadh amhábhar agus comhábhair
Roimh an bhaisciú, ní mór an cóc peitriliam cailcínithe i mórchóir agus an cóc snáthaide a bhrú, a mheilt agus a chriathradh.
De ghnáth, déantar an brú meánach le trealamh brúite de thart ar 50 mm trí bhrúiteoir giall, brúiteoir casúir, brúiteoir rolla agus a leithéid chun an t-ábhar 0.5-20 mm atá riachtanach don bhaisceadh a bhrú tuilleadh.
Is próiseas é muilleoireacht ina meiltítear ábhar carbónach go cáithnín beag púdrach de 0.15 mm nó níos lú agus méid cáithníní de 0.075 mm nó níos lú trí mhuileann rolla fáinne de chineál fionraí (muileann Raymond), muileann liathróide, nó a leithéid.
Is próiseas é scagadh ina roinntear raon leathan ábhar, tar éis brúite, i roinnt raonta méide cáithníní le raon cúng méideanna trí shraith criathar le hoscailtí aonfhoirmeacha. De ghnáth, bíonn 4-5 millíní agus 1-2 ghrád púdair ag teastáil le haghaidh táirgeadh leictreoid reatha.
Is iad na comhábhair na próisis táirgthe chun na comhiomláin éagsúla de chomhiomláin agus púdair agus ceanglóirí a ríomh, a mheá agus a dhíriú de réir na gceanglas foirmlithe. Tá oiriúnacht eolaíoch an fhoirmlithe agus cobhsaíocht na hoibríochta baisceála i measc na bhfachtóirí is tábhachtaí a théann i bhfeidhm ar an innéacs cáilíochta agus ar fheidhmíocht an táirge.
Caithfidh an fhoirmle 5 ghné a chinneadh:
1Roghnaigh an cineál amhábhar;
2 cinneadh a dhéanamh ar an gcion de chineálacha éagsúla amhábhar;
3 comhdhéanamh mhéid na gcáithníní den amhábhar soladach a chinneadh;
4. Cinntigh méid an cheanglóra;
5 Cinntigh cineál agus méid na mbreiseán.
Fuineadh: Gráinníní agus púdair charbónacha de mhéideanna cáithníní éagsúla a mheascadh agus a chainníochtú le méid áirithe ceanglóra ag teocht áirithe, agus an taos plaisteachta a fhuineadh i bpróiseas ar a dtugtar fuineadh.
Próiseas fuinte: meascadh tirim (20-35 nóiméad) meascadh fliuch (40-55 nóiméad)
Ról an ghlúineála:
1 Agus meascadh tirim á dhéanamh, measctar na hamhábhair éagsúla go haonfhoirmeach, agus measctar agus líontar na hábhair charbónacha soladacha de mhéideanna cáithníní éagsúla go haonfhoirmeach chun dlúthdhlúthacht an mheascáin a fheabhsú;
2 Tar éis pic tarra guail a chur leis, measctar an t-ábhar tirim agus an asfalt go haonfhoirmeach. Clúdaíonn agus fliuchann an asfalt leachtach dromchla na ngráinníní go haonfhoirmeach chun sraith de shraith nasctha asfalt a fhoirmiú, agus nasctar na hábhair go léir lena chéile chun smear plaisteach aonchineálach a fhoirmiú. Fabhraíonn sé seo le múnlú;
Téann 3 chuid de pháirc tarra guail isteach sa spás istigh den ábhar carbónach, rud a mhéadaíonn dlús agus comhtháiteacht an taos tuilleadh.
Múnlú: Tagraíonn múnlú ábhair charbóin don phróiseas ina ndéantar an taos carbóin glúnta a dhífhoirmiú go plaisteach faoin bhfórsa seachtrach a chuireann an trealamh múnlaithe i bhfeidhm chun corp glas (nó táirge amh) a fhoirmiú sa deireadh a bhfuil cruth, méid, dlús agus neart áirithe aige.
Cineálacha múnlaithe, trealaimh agus táirgí a tháirgtear:
Modh múnlaithe
Trealamh coitianta
príomhtháirgí
Múnlú
Preas hiodrálach ingearach
Carbón leictreach, graifít struchtúr mín ísealghráid
Brúigh
Easbhrúiteoir hiodrálach cothrománach
Easbhrúiteoir scriú
Leictreoid graifíte, leictreoid chearnógach
Múnlú creathaidh
Meaisín múnlaithe creathadh
Bríce carbóin alúmanaim, bríce carbóin foirnéise soinneáin
Brú isostatach
Meaisín múnlaithe iseatatach
Graifít iseatrópach, graifít ainiseatrópach
Oibriú brú
1 ábhar fuaraithe: ábhar fuaraithe diosca, ábhar fuaraithe sorcóra, ábhair fuaraithe measctha agus glúine, etc.
Scaoil na so-ghalaithe, laghdaigh go teocht oiriúnach (90-120 °C) chun an greamaitheacht a mhéadú, ionas go mbeidh blocáil an taos aonfhoirmeach ar feadh 20-30 nóiméad.
2 Luchtú: brúigh an baifle ardaithe —– gearradh 2-3 huaire —- dlúthú 4-10MPa
3 réamhbhrú: brú 20-25MPa, am 3-5 nóiméad, agus folúsghlanadh á dhéanamh
4 easbhrú: brúigh an baifle síos — easbhrú 5-15MPa — gearr — isteach sa doirteal fuaraithe
Paraiméadair theicniúla easbhrúite: cóimheas comhbhrúite, teocht an tseomra preasa agus an tsóip, teocht fuaraithe, am brú réamhluchtaithe, brú easbhrúite, luas easbhrúite, teocht an uisce fuaraithe
Cigireacht ar an gcorp glas: dlús toirte, cuma na cnagála, anailís
Calcination: Is próiseas é ina líontar corp glas an táirge carbóin i bhfoirnéis téimh atá deartha go speisialta faoi chosaint an líontóra chun cóireáil teasa ardteochta a dhéanamh chun an pic guail sa chorp glas a charbónú. Déanann an cóc biotúman a fhoirmítear tar éis charbónú an bhitúman guail an comhiomlán carbónach agus na cáithníní púdair a sholadú le chéile, agus tá neart meicniúil ard, friotaíocht leictreach íseal, dea-chobhsaíocht theirmeach agus cobhsaíocht cheimiceach ag an táirge carbóin cailcinithe.
Tá calcination ar cheann de na príomhphróisis i dtáirgeadh táirgí carbóin, agus is cuid thábhachtach é freisin de na trí phríomhphróiseas cóireála teasa i dtáirgeadh leictreoidí graifíte. Tá timthriall táirgthe calcination fada (22-30 lá le haghaidh bácála, 5-20 lá le haghaidh foirnéisí le haghaidh 2 bácála), agus tá tomhaltas fuinnimh níos airde aige. Bíonn tionchar ag cáilíocht an rósta ghlasa ar cháilíocht an táirge chríochnaithe agus ar chostas an táirgthe.
Déantar an pháirc ghuail ghlasa sa chorp glas a chócáil le linn an phróisis róstadh, agus scaoiltear thart ar 10% den ábhar so-ghalaithe amach, agus tá an toirt á tháirgeadh trí chrapadh 2-3%, agus is é an caillteanas maise 8-10%. D'athraigh airíonna fisiceacha agus ceimiceacha an bhileoige carbóin go suntasach freisin. Laghdaigh an tréscaoilteacht ó 1.70 g/cm3 go 1.60 g/cm3 agus laghdaigh an fhriotaíocht ó 10000 μΩ·m go 40-50 μΩ·m mar gheall ar an méadú ar an tréscaoilteacht. Bhí neart meicniúil an bhileoige cailcínithe mór freisin. Chun feabhsúcháin.
Is próiseas é an bácáil thánaisteach ina ndéantar an táirge cailcínithe a thumadh agus ansin a chalcadh chun an pic atá tumtha i bpiocháin an táirge cailcínithe a charbónú. Caithfear leictreoidí a bhfuil dlús toirte níos airde ag teastáil uathu (gach cineál seachas RP) agus bánáin chomhpháirteacha a bhácáil go débhácáilte, agus déantar na bánáin chomhpháirteacha a bhácáil trí-thumtha ceithre-bhácáil nó dhá-thumtha trí-bhácáil freisin.
Príomhchineál róstóra foirnéise:
Oibriú leanúnach - foirnéis fáinne (le clúdach, gan chlúdach), áith tolláin
Oibriú uaineach —- áith droim ar ais, rósta faoi urlár, rósta bosca
Cuar calcination agus uasteocht:
Róstadh aonuaire—-320, 360, 422, 480 uair an chloig, 1250 °C
Róstadh tánaisteach—-125, 240, 280 uair an chloig, 700-800 °C
Cigireacht ar tháirgí bácáilte: cuma an sconna, friotaíocht leictreach, dlús toirte, neart comhbhrúite, anailís struchtúir inmheánaigh
Is próiseas é an tuile ina gcuirtear ábhar carbóin i soitheach brú agus tumtar an pic leachtach tuile i bpiocháin leictreoid an táirge faoi choinníollacha teochta agus brú áirithe. Is é an cuspóir ná poilliúlacht an táirge a laghdú, dlús toirte agus neart meicniúil an táirge a mhéadú, agus seoltacht leictreach agus theirmeach an táirge a fheabhsú.
Is iad seo a leanas an próiseas tuilte agus na paraiméadair theicniúla gaolmhara: billet róstadh – glanadh dromchla – réamhthéamh (260-380 °C, 6-10 uair an chloig) – luchtú an umair tuilte – folúsghlanadh (8-9KPa, 40-50 nóiméad) – Instealladh biotúman (180-200 °C) – Brúú (1.2-1.5 MPa, 3-4 uair an chloig) – Filleadh ar an asfalt – Fuarú (laistigh nó lasmuigh den umar)
Cigireacht ar tháirgí líonta: ráta meáchain líonta G=(W2-W1)/W1×100%
Ráta meáchain tumtha amháin ≥14%
Ráta meáchain táirge líonta tánaisteach ≥ 9%
Ráta meáchain trí tháirge tumtha ≥ 5%
Tagraíonn graifítiú do phróiseas cóireála teasa ardteochta ina ndéantar táirge carbóin a théamh go teocht 2300 °C nó níos mó i meán cosanta i bhfoirnéis leictreach ardteochta chun carbóin struchtúr ilchisealach amorfach a thiontú ina struchtúr criostail graifíte ordaithe tríthoiseach.
Cuspóir agus éifeacht an ghraifítithe:
1 feabhas a chur ar sheoltacht agus ar sheoltacht theirmeach an ábhair charbóin (laghdaítear an fhriotaíocht 4-5 huaire, agus méadaítear an seoltacht theirmeach thart ar 10 n-uaire);
2 feabhas a chur ar fhriotaíocht turraing theirmeach agus ar chobhsaíocht cheimiceach an ábhair charbóin (laghdaítear comhéifeacht leathnú líneach 50-80%);
3 chun lubricity agus friotaíocht scríobtha an ábhair charbóin a dhéanamh;
4 Eisíontais sceite, feabhas a chur ar íonacht an ábhair charbóin (laghdaítear cion luaithreach an táirge ó 0.5-0.8% go dtí thart ar 0.3%).
Réadú an phróisis graifítithe:
Déantar graifítiú ábhair charbóin ag teocht ard 2300-3000 °C, mar sin ní féidir é a bhaint amach ach trí théamh leictreach sa tionscal, is é sin, téann an sruth go díreach tríd an táirge cailcínithe téite, agus gintear an táirge cailcínithe a mhuirearaítear isteach san fhoirnéis ag an sruth leictreach ag teocht ard. Is réad é an seoltóir arís a théitear go teocht ard.
I measc na bhfoirnéisí atá in úsáid go forleathan faoi láthair tá foirnéisí graifítithe Acheson agus foirnéisí easghluaiseachta teasa inmheánaigh (LWG). Tá aschur mór, difríocht mhór teochta, agus tomhaltas ard cumhachta ag an gcéad cheann. Tá am téimh gearr, tomhaltas íseal cumhachta, friotaíocht leictreach aonfhoirmeach ag an dara ceann, agus níl sé oiriúnach le haghaidh feistithe.
Rialaítear rialú an phróisis ghrafaitithe trí thomhas a dhéanamh ar an cuar cumhachta leictrí atá oiriúnach don riocht ardaithe teochta. Is é 50-80 uair an chloig an t-am soláthair cumhachta don fhoirnéis Acheson agus 9-15 uair an chloig don fhoirnéis LWG.
Tá an tomhaltas cumhachta a bhaineann le graifítiú an-mhór, go ginearálta 3200-4800KWh, agus is ionann costas an phróisis agus thart ar 20-35% den chostas táirgthe iomlán.
Cigireacht ar tháirgí graifítithe: cuma na cnagála, tástáil frithsheasmhachta
Meaisínithe: Is é cuspóir meaisínithe meicniúil ábhar graifíte carbóin an méid, an cruth, an cruinneas riachtanach, etc. a bhaint amach trí ghearradh chun corp agus hailt an leictreoid a dhéanamh de réir riachtanais úsáide.
Tá próiseáil leictreoid graifíte roinnte ina dhá phróiseas próiseála neamhspleácha: corp leictreoid agus comhpháirteach.
Áirítear leis an bpróiseáil coirp trí chéim: aghaidh foirceann cothrom leamh agus garbh, ciorcal seachtrach agus aghaidh foirceann cothrom agus snáithe muilleoireachta. Is féidir próiseáil an chomhpháirt chónúil a roinnt ina 6 phróiseas: gearradh, aghaidh foirceann cothrom, aghaidh chón gluaisteáin, snáithe muilleoireachta, bolt druileála agus sliotán.
Ceangal na n-alt leictreoid: nasc comhpháirteach cónúil (trí bhuicéad agus búicéad amháin), nasc comhpháirteach sorcóireach, nasc cnapánach (nasc fireann agus baineann)
Rialú cruinneas meaisínithe: diall barrchaolaithe snáithe, páirc snáithe, diall trastomhais mhóir an chomhpháirte (poll), comhaiseacht pholl an chomhpháirte, ingearachacht pholl an chomhpháirte, cothrom aghaidh deiridh an leictreoid, diall ceithre phointe an chomhpháirte. Seiceáil le tomhasairí fáinne speisialta agus tomhasairí pláta.
Cigireacht ar leictreoidí críochnaithe: cruinneas, meáchan, fad, trastomhas, dlús toirte, friotaíocht, caoinfhulaingt réamh-thionóil, etc.
Am an phoist: 31 Deireadh Fómhair 2019