Materia prima e proceso de fabricación de eléctrodos de grafito
O eléctrodo de grafito é un material condutor de grafito resistente a altas temperaturas producido por amasado de petróleo, coque de agulla como agregado e betume de carbón como aglutinante, que se producen mediante unha serie de procesos como amasado, moldeado, torrefacción, impregnación, grafitización e procesamento mecánico do material.
O eléctrodo de grafito é un importante material condutor de alta temperatura para a fabricación de aceiro eléctrico. O eléctrodo de grafito úsase para introducir enerxía eléctrica no forno eléctrico e a alta temperatura xerada polo arco entre o extremo do eléctrodo e a carga utilízase como fonte de calor para fundir a carga para a fabricación de aceiro. Outros fornos de minerais que funden materiais como fósforo amarelo, silicio industrial e abrasivos tamén usan eléctrodos de grafito como materiais condutores. As excelentes e especiais propiedades físicas e químicas dos eléctrodos de grafito tamén se empregan amplamente noutros sectores industriais.
As materias primas para a produción de eléctrodos de grafito son coque de petróleo, coque de agulla e brea de alcatrán de hulla.
O coque de petróleo é un produto sólido inflamable obtido da coqueización de residuos de carbón e brea de petróleo. A cor é negra e porosa, o elemento principal é o carbono e o contido de cinzas é moi baixo, xeralmente inferior ao 0,5 %. O coque de petróleo pertence á clase de carbono facilmente grafitizado. O coque de petróleo ten unha ampla gama de usos nas industrias química e metalúrxica. É a principal materia prima para a produción de produtos de grafito artificial e produtos de carbono para o aluminio electrolítico.
O coque de petróleo pódese dividir en dous tipos: coque bruto e coque calcinado segundo a temperatura do tratamento térmico. O primeiro coque de petróleo obtido por coqueización retardada contén unha gran cantidade de volátiles e a súa resistencia mecánica é baixa. O coque calcinado obtense mediante calcinación de coque bruto. A maioría das refinerías da China producen só coque e as operacións de calcinación lévanse a cabo principalmente en plantas de carbón.
O coque de petróleo pódese dividir en coque de alto contido en xofre (que contén máis do 1,5 % de xofre), coque de xofre medio (que contén entre o 0,5 % e o 1,5 % de xofre) e coque de baixo contido en xofre (que contén menos do 0,5 % de xofre). A produción de eléctrodos de grafito e outros produtos de grafito artificial xeralmente prodúcese utilizando coque de baixo contido en xofre.
O coque de agulla é un tipo de coque de alta calidade con textura fibrosa evidente, coeficiente de expansión térmica moi baixo e grafitización fácil. Cando o coque se rompe, pódese dividir en tiras delgadas segundo a textura (a relación de aspecto é xeralmente superior a 1,75). Pódese observar unha estrutura fibrosa anisotrópica cun microscopio polarizador e, polo tanto, denomínase coque de agulla.
A anisotropía das propiedades fisicomecánicas do coque de agulla é moi evidente. Ten unha boa condutividade eléctrica e térmica paralela á dirección do eixe longo da partícula e o coeficiente de expansión térmica é baixo. Ao moldear por extrusión, o eixe longo da maioría das partículas está disposto na dirección da extrusión. Polo tanto, o coque de agulla é a materia prima clave para a fabricación de eléctrodos de grafito de alta ou ultra alta potencia. O eléctrodo de grafito producido ten baixa resistividade, pequeno coeficiente de expansión térmica e boa resistencia ao choque térmico.
O coque de agulla divídese en coque de agulla a base de petróleo producido a partir de residuos de petróleo e coque de agulla a base de carbón producido a partir de materias primas de brea de carbón refinada.
O alcatrán de hulla é un dos principais produtos do procesamento profundo do alcatrán de hulla. É unha mestura de varios hidrocarburos, negro a alta temperatura, semisólido ou sólido a alta temperatura, sen punto de fusión fixo, que se abranda despois do quecemento e logo se funde, cunha densidade de 1,25-1,35 g/cm3. Segundo o seu punto de abrandamento, divídese en asfalto de baixa temperatura, temperatura media e alta temperatura. O rendemento do asfalto de temperatura media é do 54-56 % do alcatrán de hulla. A composición do alcatrán de hulla é extremadamente complexa, o que está relacionado coas propiedades do alcatrán de hulla e o contido de heteroátomos, e tamén se ve afectado polo sistema do proceso de coque e as condicións de procesamento do alcatrán de hulla. Existen moitos indicadores para caracterizar a brea de alcatrán de hulla, como o punto de abrandamento do betume, os insolubles en tolueno (TI), os insolubles en quinolina (QI), os valores de coque e a reoloxía da brea de carbón.
O alcatrán de hulla utilízase como aglutinante e impregnante na industria do carbono, e o seu rendemento ten un grande impacto no proceso de produción e na calidade do produto de carbono. O asfalto aglutinante xeralmente usa un asfalto de temperatura media ou modificado a temperatura media que ten un punto de abrandamento moderado, un alto valor de coque e unha resina β alta. O axente impregnante é un asfalto de temperatura media que ten un punto de abrandamento baixo, un QI baixo e boas propiedades reolóxicas.
Data de publicación: 23 de setembro de 2019